本文關(guān)鍵詞：大口徑凸拋物面的檢測技術(shù)研究

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【摘要】：光學(xué)產(chǎn)品的應(yīng)用越來越廣泛,小到我們?nèi)粘Ｉ钪斜夭豢缮俚难坨R、手機(jī)、照相機(jī)、攝像機(jī)等,大到天文學(xué)等高科技技術(shù)領(lǐng)域。近年來大口徑光學(xué)系統(tǒng)得到了開發(fā)和研制,突顯出了非球面光學(xué)元件的優(yōu)勢,在合適的位置添加非球面光學(xué)元件,不僅可以很好的改善系統(tǒng)性能,還可以使系統(tǒng)輕量化、小型化等。凸非球面廣泛應(yīng)用于反射系統(tǒng),眾所周知,凸非球面比較難檢,雖然目前國內(nèi)外有幾種可行的檢測方法,但是每種方法都有比較明顯的局限性,隨著凸非球面反射鏡的口徑進(jìn)一步增大,這些方法就不再實用和合適了。本文充分調(diào)研了大口徑凸非球面的檢測方法,進(jìn)行了詳細(xì)的對比分析,并結(jié)合目前國內(nèi)加工以及檢測技術(shù)水平,以凸拋物面作為實驗件,確定了非球面樣板法檢測凸拋物面反射鏡的方案,介紹了該方法的檢測原理和檢測光路。非球面樣板法測量凸拋物面屬于零位干涉測量,樣板凸面作為照明系統(tǒng)必不可少的部分,對它的面形精度要求不是很高,樣板凹面作為參考面,從樣板出射的波前必須和被測凸非球面反射鏡的理論形狀一致,這也是設(shè)計樣板時最為重要的原則。非球面樣板的設(shè)計和優(yōu)化均是在ZEMAX中完成的,從設(shè)計結(jié)果可以看出,樣板兩面均是非球面,口徑略大于被測面,非球面樣板法檢測凸拋物面實驗系統(tǒng)中最關(guān)鍵的是非球面樣板的設(shè)計和制作,為了保證和提高實驗精度,采用計算全息來標(biāo)定非球面樣板及整個系統(tǒng),反射型標(biāo)校全息也是基于ZEMAX軟件設(shè)計的,得到設(shè)計參數(shù)后,在MATLAB軟件中編譯了求解標(biāo)校全息加工工藝參數(shù)的程序,得到了用于指導(dǎo)加工的工藝參數(shù)。為了方便以后的設(shè)計,編譯了反射型標(biāo)校全息專用設(shè)計軟件。本文搭建了利用計算全息標(biāo)校實驗系統(tǒng)誤差實驗平臺,搭建了利用非球面樣板檢測凸拋物面的實驗平臺,實驗很好的驗證了非球面樣板法的可行性及可靠性。最后詳細(xì)分析了實驗中的誤差,包括非球面樣板誤差、CGH誤差和調(diào)整誤差。
【關(guān)鍵詞】：凸非球面 非球面樣板 干涉測量 計算全息 ZEMAX
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)院研究生院（光電技術(shù)研究所）
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TH74
【目錄】：

• 致謝3-4
• 摘要4-5
• ABSTRACT5-7
• 目錄7-9
• 第一章 緒論9-17
• 1.1 研究背景及意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-15
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀10-13
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀13-15
• 1.3 論文主要研究內(nèi)容15-17
• 第二章 大口徑凸非球面的檢測方法17-25
• 2.1 非球面的重要性質(zhì)17-19
• 2.1.1 非球面定義17-18
• 2.1.2 縱向法線象差18
• 2.1.3 非球面度18-19
• 2.2 大口徑凸非球面檢測技術(shù)19-22
• 2.2.1 無像差點(diǎn)法20
• 2.2.2 光學(xué)補(bǔ)償法20-21
• 2.2.3 計算全息法21-22
• 2.2.4 子孔徑拼接法22
• 2.3 課題凸拋物面檢測方法的選定22-23
• 2.4 本章小結(jié)23-25
• 第三章 非球面樣板法25-31
• 3.1 檢測光路與原理25-26
• 3.2 非球面樣板的設(shè)計26-30
• 3.3 本章小結(jié)30-31
• 第四章 用計算全息法標(biāo)定實驗系統(tǒng)誤差31-43
• 4.1 計算全息（CGH）的幾個重要參數(shù)31-36
• 4.1.1 衍射效率31-32
• 4.1.2 衍射級次與占寬比32-34
• 4.1.3 刻蝕深度34-35
• 4.1.4 相位函數(shù)35-36
• 4.2 標(biāo)校原理36
• 4.3 標(biāo)校全息的設(shè)計36-41
• 4.4 標(biāo)校全息的制作41-42
• 4.5 本章小結(jié)42-43
• 第五章 誤差分析及實驗43-55
• 5.1 誤差分析43-49
• 5.1.1 非球面樣板誤差43-44
• 5.1.2 標(biāo)校CGH誤差44-47
• 5.1.3 調(diào)整誤差47-49
• 5.1.4 其它誤差49
• 5.2 實驗49-53
• 5.2.1 計算全息標(biāo)校實驗系統(tǒng)誤差實驗49-52
• 5.2.2 凸拋物面檢測實驗52-53
• 5.3 本章小結(jié)53-55
• 第六章 全文總結(jié)及研究展望55-58
• 6.1 論文取得的主要成果55-56
• 6.2 論文主要創(chuàng)新點(diǎn)56-57
• 6.3 研究展望57-58
• 參考文獻(xiàn)58-62
• 作者簡介及在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果62

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本文編號：680082