本文關(guān)鍵詞：基于聯(lián)合變換相關(guān)原理的光學(xué)定心技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著科技的發(fā)展,光學(xué)鏡頭在航空航天、國防軍事、工業(yè)檢測以及半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用,并且對于其性能的要求也越來越高。光學(xué)鏡頭生產(chǎn)過程中的一個關(guān)鍵問題是控制透鏡裝配過程中的中心偏差。透鏡中心偏差是影響光學(xué)鏡頭性能的主要因素之一,從透鏡的磨邊、膠合、檢驗以及裝配,到光學(xué)系統(tǒng)性能的測試,中心偏差的存在都不可忽視。許多對系統(tǒng)性能要求很高的系統(tǒng),如衛(wèi)星攝影測量系統(tǒng)、投影光刻物鏡等對裝調(diào)誤差有嚴(yán)格限制,都需要其中心偏差盡可能的小。傳統(tǒng)的光學(xué)系統(tǒng)定心方法已經(jīng)不能滿足此類高性能光學(xué)鏡頭裝調(diào)精度的要求,因此本文研制了旨在裝調(diào)大NA投影光刻物鏡的高精度定心儀。本文的主要工作內(nèi)容如下:首先,分析中心偏差測量儀器的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢,并歸納總結(jié)出測量透鏡中心偏差的幾種基本方法;其次,建立透鏡組中心偏差測量數(shù)學(xué)模型,分析透鏡組累計中心偏差對鏡組中被測光學(xué)表面中心偏差測量的影響。通過計算透鏡組各面球心像的位置以及各面的垂軸放大率,將被測光學(xué)表面的中心偏差表示為各面中心偏差及各面垂軸放大倍率的函數(shù),該模型可有效去除鏡組中心偏差測量時累計中心偏差的影響;第三,通過分析各種中心偏差測量原理的優(yōu)缺點,選取反射式自準(zhǔn)直成像法測量透鏡的中心偏差。使用光學(xué)設(shè)計軟件進(jìn)行了測量頭光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)設(shè)計,分析了系統(tǒng)的成像質(zhì)量,結(jié)果表明系統(tǒng)能夠滿足使用要求,并進(jìn)行了能量計算和光源選擇;第四,提出了一種基于聯(lián)合變換相關(guān)原理的中心偏差測量方法,該方法與分劃板具體的圖案形式無關(guān),通過使目標(biāo)圖像和參考圖像之間的相關(guān)運(yùn)算,實現(xiàn)位移矢量的亞像元測量,利用位移矢量擬合實現(xiàn)中心偏差的高精度測量。在經(jīng)典聯(lián)合變換相關(guān)原理基礎(chǔ)上提出一種雙相位編碼的聯(lián)合變換相關(guān)算法,使相關(guān)輸出平面僅保留一個互相關(guān)峰以提高測量效率;第五,對影響定心儀精度的主要誤差因素進(jìn)行了理論分析,包括軸系誤差、放大倍率誤差、數(shù)據(jù)處理誤差、光學(xué)系統(tǒng)誤差、環(huán)境誤差等;進(jìn)行定心儀重復(fù)性評定實驗,實驗結(jié)果表明中心偏差測量重復(fù)性精度為±0.7995μm;此外,經(jīng)過實驗驗證了基于雙相位編碼聯(lián)合變換相關(guān)原理的定心技術(shù)的有效性,并與LAS定心儀進(jìn)行了對比,實驗結(jié)果表明,使用聯(lián)合變換相關(guān)原理測量透鏡中心偏差合理可行,并且測量誤差小于同條件下的LAS定心儀測量誤差。
【關(guān)鍵詞】：光學(xué)定心 中心偏差 聯(lián)合變換相關(guān) 自準(zhǔn)直 內(nèi)調(diào)焦
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)院研究生院(長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：O439
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-10
• 目錄10-13
• 第1章 緒論13-29
• 1.1 課題研究背景及意義13-15
• 1.2 國外研究現(xiàn)狀15-22
• 1.3 國內(nèi)研究現(xiàn)狀22-27
• 1.4 論文的主要內(nèi)容及章節(jié)安排27-29
• 第2章 中心偏差測量數(shù)學(xué)模型與最佳光軸算法29-53
• 2.1 中心偏差定義29-31
• 2.2 中心偏差測量方法31-39
• 2.2.1 干涉測量法31-35
• 2.2.2 自準(zhǔn)直成像法35-39
• 2.3 鏡組中心偏差測量數(shù)學(xué)模型39-46
• 2.3.1 單個折射球面近軸成像39-41
• 2.3.2 多個折射球面近軸成像41-42
• 2.3.3 中心偏差測量數(shù)學(xué)模型42-46
• 2.4 最佳光軸算法46-51
• 2.5 小結(jié)51-53
• 第3章 高精度定心儀光機(jī)系統(tǒng)方案設(shè)計53-73
• 3.1 系統(tǒng)參數(shù)及主要組成部分53-55
• 3.1.1 定心儀系統(tǒng)參數(shù)53-54
• 3.1.2 系統(tǒng)主要組成部分54-55
• 3.2 測量頭設(shè)計55-67
• 3.2.1 顯微物鏡設(shè)計56-60
• 3.2.2 內(nèi)調(diào)焦系統(tǒng)設(shè)計60-64
• 3.2.3 測量頭主光路設(shè)計64-67
• 3.3 照明系統(tǒng)設(shè)計67-71
• 3.3.1 基本照明方式67-68
• 3.3.2 照明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)68-70
• 3.3.3 能量計算與光源選擇70-71
• 3.4 小結(jié)71-73
• 第4章 聯(lián)合變換相關(guān)定心算法研究73-101
• 4.1 傅里葉光學(xué)基礎(chǔ)73-75
• 4.1.1 傅里葉變換及其性質(zhì)73-75
• 4.1.2 傅里葉光學(xué)75
• 4.2 基于聯(lián)合變換相關(guān)原理的圖像位移探測75-83
• 4.2.1 基于經(jīng)典聯(lián)合變換相關(guān)原理圖像位移探測76-80
• 4.2.2 基于雙相位編碼聯(lián)合變換相關(guān)原理圖像位移探測80-83
• 4.3 圖像增強(qiáng)技術(shù)83-92
• 4.3.1 輸入圖像增強(qiáng)技術(shù)83-90
• 4.3.2 功率譜增強(qiáng)技術(shù)90-92
• 4.4 雙相位編碼技術(shù)與圖像增強(qiáng)技術(shù)結(jié)合92-94
• 4.5 基于聯(lián)合變換相關(guān)的中心偏差測量方法94-99
• 4.5.1 中心偏差的測量94-96
• 4.5.2 仿真實驗96-99
• 4.6 小結(jié)99-101
• 第5章 誤差分析與實驗101-115
• 5.1 誤差分析101-107
• 5.1.1 軸系誤差101-103
• 5.1.2 放大倍率誤差103-104
• 5.1.3 數(shù)據(jù)處理誤差104
• 5.1.4 光學(xué)系統(tǒng)誤差104-106
• 5.1.5 環(huán)境誤差106-107
• 5.2 系統(tǒng)重復(fù)性評定實驗107-109
• 5.3 基于聯(lián)合變換相關(guān)原理定心技術(shù)驗證實驗109-113
• 5.3.1 基于聯(lián)合變換相關(guān)的中心偏差測量110-113
• 5.3.2 對比實驗113
• 5.4 結(jié)論113-115
• 第6章 總結(jié)與展望115-119
• 6.1 總結(jié)115-116
• 6.2 創(chuàng)新點116
• 6.3 展望116-119
• 參考文獻(xiàn)119-127
• 在學(xué)期間學(xué)術(shù)成果情況127-129
• 指導(dǎo)教師及作者簡介129-131
• 致謝

【相似文獻(xiàn)】

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1 云自修;;初步探討球面單透鏡的中心偏差[J];西安工業(yè)大學(xué)學(xué)報;1982年01期

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1 李春才;基于聯(lián)合變換相關(guān)原理的光學(xué)定心技術(shù)研究[D];中國科學(xué)院研究生院(長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所);2015年

  本文關(guān)鍵詞：基于聯(lián)合變換相關(guān)原理的光學(xué)定心技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：259321