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零位点光源阵列多重波面自由曲面检测系统设计和结论

收藏本文 2024-03-26 点赞:30238 浏览:134789 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:光学自由曲面,相比传统光学面形其面形自由度更大,由于表面曲率变化很大,光学自由曲面的精确检测也是近年来产生的难题。为了实现光学自由曲面的通用化检测,本论文基于局部波前梯度补偿思想,设计了一套点光源阵列多重波面干涉检测系统。该系统具有非零位测量、测量动态范围大、空间分辨率高、不引入子孔径扫描机械误差、测量精度高等特点。本论文基于减小被测波前斜率的策略,主要探讨了可用于光学自由曲面非零位检测的硬件光路系统以及点光源阵列补偿波前斜率技术等。本论文探讨设计的系统可以实现法线偏离最佳拟合球面法线±10°,口径φ60的光学自由曲面的干涉图获取。主要结构包括典型Tyman干涉系统、球面补偿标准镜组和基于点光源阵列的斜率补偿模块。采取Tyman干涉结构,利用“黑盒子”原理采取光路逆向追迹的策略设计了球面补偿标准镜组。根据系统设计要求,探讨了基于点光源阵列斜率补偿模块的设计策略,对微透镜阵列的结构参数进行测量论证。最后介绍整个光路系统的装调策略和历程,浅析了系统装调结果。实现了对平面、球面、非球面以及自由曲面眼镜片的干涉图获取,为后续的软件算法设计和系统的误差评价标定奠定了基础。关键词:光学自由曲面论文非零位干涉检测论文微透镜阵列论文多重倾斜波面论文

    摘要3-4

    Abstract4-5

    目录5-7

    1 引言7-12

    1.1 课题背景7-8

    1.2 国内外探讨近况8-10

    1.3 本论文主要探讨内容10-12

    2 光学自由曲面检测技术12-21

    2.1 反射光栅摄影测量法12-13

    2.2 光学计算全息CGH13-14

    2.3 多重倾斜波面梯度补偿法14-20

    2.3.1 波前梯度补偿基本原理14-17

    2.3.2 点光源阵列多重波面干涉测量系统原理17-20

    2.4 本章小结20-21

    3 点光源阵列多重波面干涉系统设计21-35

    3.1 干涉仪技术指标21-22

    3.2 系统基本结构参数浅析讨论22-29

    3.2.1 标准镜组焦面处点光源阵列像参数的浅析24-26

    3.2.2 标准镜组基本机构参数的浅析讨论26-28

    3.2.3 补偿球面镜后光束孔径角的确定28-29

    3.3 考虑干涉容限的点光源阵列参数浅析29-31

    3.4 系统基本结构计算浅析31-33

    3.5 本章小结33-35

    4 基于点光源阵列的斜率补偿系统35-50

    4.1 微透镜阵列结构参数浅析测量35-40

    4.1.1 显微测量法35-36

    4.1.2 表面轮廓测量法36

    4.1.3 焦距仪测量法36-37

    4.1.4 干涉测量法37-38

    4.1.5 微透镜阵列焦距实验浅析38-40

    4.2 针孔阵列参数计算及设计40-45

    4.2.1 针孔阵列与液晶光阀40-43

    4.2.2 针孔阵列的加工策略及参数设计计算43-45

    4.3 动态掩膜板基本结构参数的计算设计45-46

    4.4 多重倾斜波面梯度补偿系统装调46-49

    4.4.1 多重倾斜波面梯度补偿系统的机械装夹结构46-47

    4.4.2 多重倾斜波面梯度补偿系统的装调47-49

    4.5 本章小结49-50

    5 系统构建与调试50-59

    5.1 机械结构设计50-51

    5.2 系统的构建装校51-56

    5.2.1 参考光路反射镜的装调51-53

    5.2.2 测试光路分光棱镜的装调53-54

    5.2.3 测试光路标准镜组的装调54-55

    5.2.4 多重倾斜波面梯度补偿系统和成像系统的装调55-56

    5.3 系统装调实验结果56-58

    5.4 本章小结58-59

    6 总结与展望59-60

    致谢60-61

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