本文關(guān)鍵詞：激光共焦透鏡軸向間隙測量技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《北京理工大學(xué)》 2015年

激光共焦透鏡軸向間隙測量技術(shù)研究

沈陽  

【摘要】：在深紫外光刻機(jī)、高精度顯微鏡以及衛(wèi)星相機(jī)等光學(xué)系統(tǒng)中，性能優(yōu)異的鏡頭得到了廣泛的應(yīng)用。透鏡之間的軸向間隙是鏡頭的一個重要參數(shù)，在鏡頭裝配過程中任何細(xì)小的裝配誤差都會改變鏡頭的設(shè)計(jì)參數(shù)，給鏡頭引入像差，降低它的成像質(zhì)量。因此實(shí)際裝配過程需要對透鏡間隙進(jìn)行精確測量和嚴(yán)格控制[1]。研究具有高精度、大工作距離、強(qiáng)抗干擾能力的透鏡軸向間隙測量技術(shù)，具有重要的學(xué)術(shù)應(yīng)用價值。 本論文基于激光共焦層析定焦技術(shù)，研究了一種非接觸高精度透鏡軸向間隙測量方法。其基本思想是：首先，對被測透鏡的光軸進(jìn)行精確調(diào)整，使其和激光共焦系統(tǒng)光軸嚴(yán)格一致；然后，利用激光共焦技術(shù)的軸向?qū)游龆ń固匦詫Ρ粶y鏡組內(nèi)各表面頂點(diǎn)分別進(jìn)行精確瞄準(zhǔn)定位；利用共焦光強(qiáng)響應(yīng)曲線的峰值點(diǎn)對應(yīng)系統(tǒng)物鏡聚焦焦點(diǎn)這一特性獲取被測透鏡各個表面頂點(diǎn)位置；最后，利用光線追跡算法計(jì)算鏡組內(nèi)各軸向間隙。本論文的主要研究工作包括： (1)軸向間隙測量原理和方法研究：基于激光共焦層析定焦技術(shù)研究軸向間隙測量原理，利用幾何光學(xué)原理的光線追跡理論推導(dǎo)具透鏡軸向間隙計(jì)算公式；并深入分析環(huán)形光測量技術(shù)在透鏡軸向間隙測量的作用； (2)仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真實(shí)驗(yàn)：在ZEMAX中搭建仿真模型，分析環(huán)形光瞳對系統(tǒng)波像差的抑制，同時利用該模型進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，初步驗(yàn)證透鏡軸向間隙計(jì)算公式的正確性； (3)完成系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要內(nèi)容包括：共焦間隙測量系統(tǒng)主機(jī)光機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，直線氣浮導(dǎo)軌、五維調(diào)整架、電動平移臺以及測長干涉儀安裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)�？刂葡到y(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)容主要包括：絲杠平移臺運(yùn)動控制、圖像采集與顯示、同步信號和脈沖觸發(fā)、測長及環(huán)境補(bǔ)償、測試流程控制； (4)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證及誤差分析：在實(shí)驗(yàn)室搭建透鏡軸向間隙測量實(shí)驗(yàn)裝置，驗(yàn)證測量原理與軸向間隙計(jì)算算法，，并對該系統(tǒng)中可能存在的誤差源進(jìn)行分析。 初步實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該系統(tǒng)具有較高的測量精度，透鏡間隙測量標(biāo)準(zhǔn)差小于0.5μm。該技術(shù)的研究為鏡組間隙測量提供了有效的方法，可解決目前鏡組裝配完成后軸向間隙無法高精度測量的難題。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TH74
【目錄】：

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