本文關鍵詞：同步移相式光學面形檢測系統研究與設計

  更多相關文章： 同步移相 偏振干涉 光學面形 系統設計 二維光柵 偏振矩陣

【摘要】：隨著光學產品的應用越發(fā)廣泛,對鏡片加工的精度要求也逐漸提高。而要提高鏡片的加工精度,不僅要提高鏡片的加工技術,更重要的是提高鏡片的檢測精度。選擇精度高、快捷的面形偏差檢測方法,可以有效的提高鏡片面形精度和生產效率。針對課題組研究的干涉儀在實驗過程中,由于環(huán)境的擾動導致干涉條紋的隨機變化,影響檢測精度降低的問題,本文在原光路的基礎上研究設計了一種同步移相式光學面形檢測系統。文章首先對偏振干涉的理論進行研究分析,在原光路的基礎上提出了二維光柵分光、偏振矩陣移相的同步移相檢測方案；對同步移相干涉測量系統進行設計,首先介紹了實驗光路的搭建和調節(jié),接著對實驗采集到的干涉圖像進行分析；然后對系統中主要的元件引起的測量誤差進行分析,對實驗中存在的問題進行討論,針對這些問題分別提出相應的改進方案,并對方案進行可行性分析。最后對研究工作取得的成果進行了總結,并對未來的研究工作進行了展望。系統創(chuàng)新點：(1)系統在原有偏振干涉的基礎上,加入了同步移相技術,應用于光學鏡片的面形檢測,增強了系統抗環(huán)境擾動的效果,提高了后期圖像處理的精度,為系統在較為惡劣的環(huán)境下進行鏡片檢測以及加工車間的鏡片在線檢測提供了條件。(2)使用二維光柵作為分光元件,方法和結構較為簡單,使用偏振矩陣作為移相元件,移相精度高,使用一個CCD同時采集到四幅移相干涉圖像,降低了由于CCD的不一致性帶來的測量誤差,同時降低了儀器的生產成本。(3)針對實驗存在的問題,創(chuàng)新性的提出了會聚光、平板式分光鏡、組合式分光棱鏡等改進方案,對于提高干涉圖像的整體質量,以及后期結構小型化的設計都具有重要意義。
【關鍵詞】：同步移相 偏振干涉 光學面形 系統設計 二維光柵 偏振矩陣
【學位授予單位】：福建師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TH74
【目錄】：

• 中文摘要2-3
• Abstract3-5
• 中文文摘5-10
• 第1章 緒論10-16
• 1.1 引言10-11
• 1.2 課題來源11
• 1.3 移相干涉技術的發(fā)展狀況11-14
• 1.4 論文主要內容14-16
• 第2章 檢測原理分析16-28
• 2.1 引言16-17
• 2.2 偏振干涉的理論分析17-20
• 2.3 移相干涉的方法分析和選擇20-22
• 2.3.1 偏振分光棱鏡分光、半透半反鏡同步移相法20-21
• 2.3.2 偏振分光棱鏡分光、波片同步移相法21-22
• 2.3.3 二維光柵分光、偏振同步移相法22
• 2.3.4 對比與選擇22
• 2.4 二維光柵分光、偏振移相原理分析22-26
• 2.5 本章小結26-28
• 第3章 同步移相干涉測量系統設計28-42
• 3.1 引言28
• 3.2 光路各部分的設計和分析28-35
• 3.2.1 光源部分設計28-29
• 3.2.2 偏振分光部分設計29-31
• 3.2.3 檢測光路部分設計31
• 3.2.4 移相分光的設計及其效果分析31-34
• 3.2.5 偏振矩陣的設計34-35
• 3.2.6 濾光片的選擇35
• 3.3 實驗光路搭建35-37
• 3.3.1 實驗光路35-36
• 3.3.2 實驗光路調節(jié)36-37
• 3.4 圖像分析37-41
• 3.4.1 條紋對比度的分析37-39
• 3.4.2 PV值和RMS值描述面形偏差39
• 3.4.3 四幅干涉圖像一致性分析39-40
• 3.4.4 同步移相干涉圖像分析40-41
• 3.5 本章小結41-42
• 第4章 檢測系統誤差分析42-52
• 4.1 引言42
• 4.2 波片誤差分析42-47
• 4.2.1 四分之一波片QW_1、QW_2誤差分析42-44
• 4.2.2 四分之一波片QW_3誤差分析44-47
• 4.3 偏振分光棱鏡誤差分析47
• 4.4 二維光柵誤差分析47-48
• 4.5 偏振矩陣誤差分析48-49
• 4.6 元件面形偏差分析49-50
• 4.7 光學樣板面形偏差50
• 4.8 本章小結50-52
• 第5章 系統的改進52-58
• 5.1 引言52
• 5.2 光源部分的改進方案52-54
• 5.2.1 會聚光光源設計52-54
• 5.2.2 激光器的改進方案54
• 5.3 偏振分光鏡的改進方案54-55
• 5.4 組合式偏振分光棱方案55-56
• 5.5 二維光柵分光改進方案56
• 5.6 本章小結56-58
• 第6章 總結和展望58-60
• 6.1 工作總結58
• 6.2 課題的創(chuàng)新點58-59
• 6.3 工作展望59-60
• 參考文獻60-66
• 攻讀學位期間承擔的科研任務與主要成果66-68
• 致謝68-70
• 個人簡歷70-74

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