本文關(guān)鍵詞：基于波前傳感方法的大口徑透鏡檢測(cè)技術(shù)研究

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【摘要】：大口徑透鏡廣泛應(yīng)用于高能激光器、慣性約束核聚變等大型光學(xué)系統(tǒng)中,其焦距及疵病的檢測(cè)一直是光學(xué)檢測(cè)領(lǐng)域的一個(gè)難點(diǎn),已經(jīng)成為制約其應(yīng)用的重要因素。本文采用波前傳感技術(shù)對(duì)大口徑透鏡的焦距進(jìn)行了測(cè)量,并對(duì)透鏡的疵病檢測(cè)進(jìn)行了一些探索和研究。提出了基于發(fā)散光及不等周期光柵的長焦距檢測(cè)方法,有效實(shí)現(xiàn)了大口徑透鏡焦距值的高精度測(cè)量；提出了基于夏克-哈特曼傳感器的波前檢測(cè)方法,有效檢測(cè)了大口徑長焦距透鏡中疵病所產(chǎn)生的渦旋相位。在焦距檢測(cè)方面,本文對(duì)基于平行光及等周期光柵的焦距測(cè)量方法進(jìn)行了數(shù)值分析,找出了影響測(cè)量精度的關(guān)鍵因素,而后提出了基于發(fā)散光及不等周期光柵的長焦距檢測(cè)方法(LFMM),該方法采用發(fā)散光替代了傳統(tǒng)的平行光,有效地避免了掃描和子口徑拼接所帶來的誤差,實(shí)現(xiàn)了大口徑長焦距透鏡的全口徑測(cè)量；同時(shí)采用不等周期光柵替代傳統(tǒng)的等周期光柵,提高了大口徑透鏡的焦距檢測(cè)精度。數(shù)值分析表明該方法可以從原理上提高大口徑透鏡的焦距檢測(cè)精度。我們研制開發(fā)了完整的測(cè)量系統(tǒng),該系統(tǒng)的焦距測(cè)量精度優(yōu)于0.16%,重復(fù)性、穩(wěn)定性、復(fù)現(xiàn)性均優(yōu)于0.01%,表明該方法滿足了大口徑長焦距透鏡焦距的全口徑、高精度測(cè)量。在疵病檢測(cè)方面,本文根據(jù)劃痕、氣溝等疵病的非連續(xù)相位特性,提出使用波前傳感器對(duì)非連續(xù)相位邊緣的渦旋相位進(jìn)行檢測(cè),進(jìn)而可實(shí)現(xiàn)對(duì)疵病的位置及深度的判斷。本文提出了基于相位組合-相關(guān)匹配的渦旋相位位置檢測(cè)法(PSC-CMM)和基于相位傾斜匹配的渦旋相位拓?fù)渲禉z測(cè)法(SVMM),并對(duì)這兩種方法進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,對(duì)于拓?fù)渲?20至20的渦旋相位,其位置檢測(cè)精度優(yōu)于3μm,其拓?fù)渲禉z測(cè)準(zhǔn)確率達(dá)到100%,實(shí)現(xiàn)了對(duì)渦旋相位的位置及拓?fù)渲档母呔葯z測(cè)。
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TH74

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本文編號(hào)：1305335