【摘要】：隨著如激光核聚變系統(tǒng)和紫外光刻機(jī)等國(guó)防、前沿科研技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展,對(duì)于球面元件參數(shù)的測(cè)量精度也隨之提高。另外,光學(xué)元件的高精密加工是以高精度的檢測(cè)為支撐的,檢測(cè)精度在很大意義上決定了元件的加工精度。因而,與之相關(guān)的球面元件參數(shù)的高精度測(cè)量技術(shù)及其儀器化研究,具有重要的理論研究意義。針對(duì)球面元件參數(shù)的高精度檢測(cè)難題,本論文研究并建立了激光差動(dòng)共焦干涉元件參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)。該系統(tǒng)把激光差動(dòng)共焦理論與移相干涉理論進(jìn)行有機(jī)融合,設(shè)計(jì)并搭建了激光差動(dòng)共焦元件參數(shù)綜合測(cè)量光路,其利用激光差動(dòng)共焦原理實(shí)現(xiàn)對(duì)球面元件貓眼與共焦位置的精確定位從而實(shí)現(xiàn)球面元件曲率半徑的高精度測(cè)量;同時(shí),利用五步移相干涉測(cè)量技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)球面元件面形的高精度檢測(cè),進(jìn)而實(shí)現(xiàn)球面元件曲率半徑和面型的高精度同時(shí)測(cè)量。本論文主要研究?jī)?nèi)容為:1)分析激光差動(dòng)共焦曲率半徑測(cè)量原理與移相干涉面形測(cè)量原理,并將二者有機(jī)融合,構(gòu)建激光差動(dòng)共焦干涉元件參數(shù)測(cè)量光路。2)優(yōu)化激光差動(dòng)共焦干涉元件參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)光路:在光學(xué)設(shè)計(jì)仿真軟件Zemax中構(gòu)建了系統(tǒng)仿真模型,根據(jù)系統(tǒng)要求,對(duì)系統(tǒng)所用的準(zhǔn)直鏡實(shí)現(xiàn)仿真設(shè)計(jì),分析系統(tǒng)中兩模塊在光路中的相互影響。3)完成系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì):利用Solidworks軟件對(duì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中用到的機(jī)械結(jié)構(gòu)件進(jìn)行設(shè)計(jì),完成系統(tǒng)的搭建。4)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證及誤差分析:驗(yàn)證所研制測(cè)量系統(tǒng)的有效性及其技術(shù)性能,并依據(jù)實(shí)驗(yàn),分析干涉測(cè)量模塊與曲率半徑測(cè)量模塊之間的相互影響。
[Abstract]:With the development of national defense, such as laser fusion system and ultraviolet lithography machine, the measurement accuracy of spherical element parameters is also improved with the development of frontier scientific research and technology. In addition, the high precision machining of optical elements is supported by high precision detection, and the detection accuracy determines the machining accuracy of the elements in a great sense. Therefore, it is of great theoretical significance to study the high precision measurement technology and instrumentalization of spherical element parameters. In order to solve the problem of high precision detection of spherical element parameters, a laser differential confocal interferometric element parameter measurement system is studied and established in this paper. The system combines the laser differential confocal theory with the phase-shifting interference theory organically, and designs and builds a comprehensive optical path for measuring the parameters of the laser differential confocal element. The laser differential confocal principle is used to realize the accurate positioning of the cat's eye and confocal position of the spherical element so as to realize the high precision measurement of the curvature radius of the spherical element. At the same time, the five-step phase-shifting interferometric technique is used to realize the high precision detection of the surface shape of the spherical element, and then the high precision simultaneous measurement of the curvature radius and the surface shape of the spherical element is realized. The main research contents of this paper are as follows: 1) the measuring principle of laser differential confocal curvature radius and the principle of phase-shifting interferometric surface shape measurement are analyzed, and the optical path of laser differential confocal interferometric element parameter measurement system is constructed by combining the two organically. 2) optimizing the optical path of laser differential confocal interferometric element parameter measurement system: according to the system requirements, the system simulation model is constructed in the optical design simulation software Zemax. The simulation design of the collimator used in the system is realized, and the interaction between the two modules in the optical path is analyzed. 3) complete the mechanical structure design of the system: using Solidworks software to design the mechanical structure parts used in the system structure, complete the construction of the system. 4) Experimental verification and error analysis: verify the effectiveness and technical performance of the measurement system, and according to the experiment, The interaction between interferometric module and curvature radius measurement module is analyzed.
【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN249

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 莫?jiǎng)I;;共焦曲}趥解析函ex[J];山東大學(xué)學(xué)報(bào);1955年01期

2 呂百達(dá);對(duì)等價(jià)共焦腔方法的質(zhì)疑[J];中國(guó)激光;1986年10期

3 張建寰,譚久彬;應(yīng)用共焦顯微鏡原理測(cè)量?jī)A斜工程表面[J];光學(xué)學(xué)報(bào);2003年04期

4 余卿;余曉芬;崔長(zhǎng)彩;葉瑞芳;范偉;;并行共焦測(cè)量中的并行光源技術(shù)綜述[J];中國(guó)光學(xué);2013年05期

5 余卿;余曉芬;畢美華;;并行共焦顯微探測(cè)高精度表面坐標(biāo)信息獲取方法[J];光學(xué)學(xué)報(bào);2009年11期

6 張平，陳德，吳震，，黃俊;共焦激光掃描熒光顯微鏡的掃描系統(tǒng)研究[J];應(yīng)用光學(xué);1994年06期

7 張平，陳德，吳震，黃俊;共焦激光掃描熒光顯微鏡的掃描系統(tǒng)研究[J];應(yīng)用光學(xué);1995年03期

8 余卿;余曉芬;劉文文;程伶俐;;數(shù)字微鏡器件用于并行共焦測(cè)量的再研究[J];光學(xué)學(xué)報(bào);2011年05期

9 田維堅(jiān),陳波,郭履容,龐霖;并行共焦三維檢測(cè)方法的理論分析[J];光學(xué)學(xué)報(bào);1999年10期

10 高萬(wàn)榮,楊曉春,黃琳,胡茂海,陶純堪;共焦掃描熒光顯微鏡的信噪比與測(cè)量精度[J];光學(xué)技術(shù);2002年04期

相關(guān)會(huì)議論文 前9條

1 張建寰;肖成榕;;影響差動(dòng)共焦瞄準(zhǔn)信號(hào)特性的機(jī)理分析[A];福建省科協(xié)第五屆學(xué)術(shù)年會(huì)數(shù)字化制造及其它先進(jìn)制造技術(shù)專題學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2005年

2 張建寰;傅建記;;基于共焦顯微鏡原理的測(cè)量技術(shù)研究現(xiàn)狀[A];福建省科協(xié)第五屆學(xué)術(shù)年會(huì)數(shù)字化制造及其它先進(jìn)制造技術(shù)專題學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2005年

3 鄭繼紅;張運(yùn)波;孫國(guó)強(qiáng);蔣妍夢(mèng);黃愛(ài)琴;莊松林;;雙路調(diào)頻復(fù)用熒光共焦顯微成像技術(shù)研究[A];中國(guó)光學(xué)學(xué)會(huì)2010年光學(xué)大會(huì)論文集[C];2010年

4 高興宇;伍世榮;蕭澤新;;一種現(xiàn)代先進(jìn)成像技術(shù):共焦顯微術(shù)[A];2004全國(guó)光學(xué)與光電子學(xué)學(xué)術(shù)研討會(huì)、2005全國(guó)光學(xué)與光電子學(xué)學(xué)術(shù)研討會(huì)、廣西光學(xué)學(xué)會(huì)成立20周年年會(huì)論文集[C];2005年

5 黨娟娟;田愛(ài)玲;王春慧;王紅軍;劉丙才;;共焦顯微系統(tǒng)探測(cè)器孔徑的最佳匹配[A];2010年西部光子學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議摘要集[C];2010年

6 鄺勝利;胡兵;姜立新;;雙頻共焦高強(qiáng)度超聲增強(qiáng)仿組織體模毀損效果的初步研究[A];慶祝中國(guó)超聲診斷50年暨第十屆全國(guó)超聲醫(yī)學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文匯編[C];2008年

7 趙維謙;;差動(dòng)共焦光學(xué)參數(shù)檢測(cè)方法[A];第十三屆全國(guó)光學(xué)測(cè)試學(xué)術(shù)討論會(huì)論文（摘要集）[C];2010年

8 趙維謙;邱麗榮;沙定國(guó);林家明;;超分辨光瞳濾波差動(dòng)共焦顯微測(cè)量技術(shù)研究進(jìn)展[A];第十二屆全國(guó)光學(xué)測(cè)試學(xué)術(shù)討論會(huì)論文（摘要集）[C];2008年

9 劉小虎;黃云;汪之國(guó);;基于激光共焦原理的三維表面形貌測(cè)量[A];第十屆全國(guó)光電技術(shù)學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2012年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前8條

1 楊佳苗;激光差動(dòng)共焦干涉元件參數(shù)測(cè)量方法與技術(shù)研究[D];北京理工大學(xué);2015年

2 劉大禮;抗反射率實(shí)時(shí)激光差動(dòng)共焦顯微成像方法與技術(shù)研究[D];北京理工大學(xué);2015年

3 王永紅;基于全場(chǎng)并行共焦的檢測(cè)技術(shù)與系統(tǒng)研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2004年

4 趙晨光;同步移相干涉共焦顯微成像技術(shù)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2011年

5 戚永軍;光纖共焦掃描顯微成像技術(shù)的研究[D];南京理工大學(xué);2002年

6 劉文文;基于像散原理的并行共焦微結(jié)構(gòu)形貌檢測(cè)系統(tǒng)及信息處理技術(shù)研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2012年

7 葛華勇;內(nèi)窺式共焦掃描顯微成像的研究[D];上海大學(xué);2005年

8 何小海;激光掃描共焦顯微三維生物醫(yī)學(xué)圖象處理和重建[D];四川大學(xué);2002年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 王重陽(yáng);陣列共焦系統(tǒng)中空間光調(diào)制方法研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

2 楊永發(fā);反射式太赫茲共焦掃描成像特性及圖像復(fù)原研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

3 路曉明;激光差動(dòng)共焦傳感器傳感特性研究[D];北京理工大學(xué);2015年

4 周楠;激光差動(dòng)共焦干涉元件參數(shù)測(cè)量關(guān)鍵技術(shù)[D];北京理工大學(xué);2016年

5 尹哲;差動(dòng)共焦顯微探測(cè)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2007年

6 王睿;差動(dòng)共焦顯微成像理論及畸變校正方法研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2013年

7 唐建波;基于光束掃描的共焦顯微三維測(cè)量技術(shù)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2011年

8 葛錚貴;移相解算共焦系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理與實(shí)驗(yàn)技術(shù)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2009年

9 高曉斌;提高并行共焦探測(cè)精度的方法研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2005年

10 朱加興;對(duì)稱離焦的共焦微位移傳感方法研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2012年

本文編號(hào)：2501157