本文基于Shack-Hartmann傳感器測(cè)量波前斜率特性原理,改變陣列透鏡與傳感器間的結(jié)構(gòu)形式,使其可實(shí)現(xiàn)光線入射角度的測(cè)量。該原理可用于平面度、直線度等諸多相對(duì)位置關(guān)系測(cè)量應(yīng)用中。Shack-Hartmann傳感器中的陣列透鏡具有同時(shí)獲得具有關(guān)聯(lián)特性的多個(gè)光斑信息的優(yōu)點(diǎn),基于此特性,本文構(gòu)造了基于陣列透鏡的光線入射角度測(cè)量的理論模型,并研究了多光斑獲得的位置信息誤差處理與數(shù)據(jù)補(bǔ)償方法。論文結(jié)合陣列透鏡加工工藝,設(shè)計(jì)了六角形陣列透鏡,并加工了樣片用于實(shí)驗(yàn)。同時(shí)還分析了用于獲取光斑信息的CCD器件的參數(shù)特性。本文應(yīng)用GSENSE2020s型CCD獲取了激光光束入射后的光斑圖像,并對(duì)圖像進(jìn)行了處理,采用高斯濾波、迭代閾值法、線性插值法及一階矩質(zhì)心算法一系列圖像處理算法,光斑質(zhì)心探測(cè)分辨率達(dá)到0.1um。根據(jù)建立的數(shù)學(xué)模型和圖像處理方法,本文進(jìn)行了陣列透鏡與CCD接收面相對(duì)角度測(cè)量實(shí)驗(yàn),采用精度為0.5″的自準(zhǔn)直儀為標(biāo)準(zhǔn)量,應(yīng)用高精度轉(zhuǎn)臺(tái)等構(gòu)建實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),通過(guò)多組入射角標(biāo)準(zhǔn)增量,輸入陣列透鏡與CCD接收面相對(duì)角度的誤差補(bǔ)償信息,用一次函數(shù)進(jìn)行最小二乘擬合,得到系統(tǒng)最佳補(bǔ)償量,構(gòu)建了入射角度與... 

【文章來(lái)源】：長(zhǎng)春理工大學(xué)吉林省

【文章頁(yè)數(shù)】：61 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

Shack-Hartmann傳感器原理圖

（a）蒼蠅復(fù)眼 （b）蒼蠅復(fù)眼顯微結(jié)構(gòu)圖 1.2 蒼蠅復(fù)眼來(lái)國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者對(duì)陣列透鏡的優(yōu)化設(shè)計(jì)與制造技術(shù)進(jìn)行了深入的研透鏡的制造方法主要包括單點(diǎn)金剛石切削加工、光刻技術(shù)、LIGA 技束、離子束、激光束）技術(shù)[9]。但這些工藝普遍受到生產(chǎn)效率和工藝法批量生產(chǎn)。隨著模壓技術(shù)的成熟，陣列透鏡的模壓成型越來(lái)越被重具施加一定的壓力，可將模具表面的陣列透鏡的形狀復(fù)制到受熱軟化后經(jīng)退火冷卻，即可得到理想的陣列透鏡。該技術(shù)可實(shí)現(xiàn)陣列透鏡的工過(guò)程中沒有材料的去除，所以大幅度減少了原材料的消耗，從而降作是制造陣列透鏡最有效的方法之一，具有極高的研究與應(yīng)用價(jià)值[10]基面分類，陣列透鏡可以分為平面陣列透鏡和曲面陣列透鏡，如圖 1透鏡單元的孔徑形狀也有許多種，分為圓形孔徑和異形孔徑，常見的形和六邊形等[11]，如圖 1.4 所示。

（a）蒼蠅復(fù)眼 （b）蒼蠅復(fù)眼顯微結(jié)圖 1.2 蒼蠅復(fù)眼外許多學(xué)者對(duì)陣列透鏡的優(yōu)化設(shè)計(jì)與制造技術(shù)進(jìn)行了制造方法主要包括單點(diǎn)金剛石切削加工、光刻技術(shù)、離子束、激光束）技術(shù)[9]。但這些工藝普遍受到生產(chǎn)效量生產(chǎn)。隨著模壓技術(shù)的成熟，陣列透鏡的模壓成型越一定的壓力，可將模具表面的陣列透鏡的形狀復(fù)制到火冷卻，即可得到理想的陣列透鏡。該技術(shù)可實(shí)現(xiàn)陣程中沒有材料的去除，所以大幅度減少了原材料的消耗造陣列透鏡最有效的方法之一，具有極高的研究與應(yīng)類，陣列透鏡可以分為平面陣列透鏡和曲面陣列透鏡元的孔徑形狀也有許多種，分為圓形孔徑和異形孔徑邊形等[11]，如圖 1.4 所示。

【參考文獻(xiàn)】：
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博士論文
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[5]折射型微透鏡及微透鏡陣列光學(xué)性質(zhì)與制作技術(shù)的研究[D]. 任智斌.中國(guó)科學(xué)院研究生院（長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所） 2005

碩士論文
[1]基于小波變換和中值濾波的圖像去噪方法研究[D]. 胡娟.成都理工大學(xué) 2017
[2]基于微透鏡陣列的立體圖像再現(xiàn)研究[D]. 李夢(mèng)宇.華南理工大學(xué) 2016
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[6]位置敏感探測(cè)器（PSD）在振鏡性能測(cè)試中的應(yīng)用研究[D]. 張婷婷.南京航空航天大學(xué) 2012
[7]非球面玻璃透鏡模壓成型應(yīng)力狀態(tài)及成型形狀的數(shù)值模擬與仿真[D]. 霍建杰.湖南大學(xué) 2011
[8]方形平面微透鏡陣列的實(shí)驗(yàn)研究及理論初探[D]. 張鳳軍.西南大學(xué) 2011
[9]基于PSD的織物引導(dǎo)線跟蹤器研究[D]. 楊德亮.浙江大學(xué) 2010
[10]非回轉(zhuǎn)對(duì)稱微結(jié)構(gòu)金剛石切削技術(shù)研究[D]. 潘虹.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2009



本文編號(hào)：3069262