光学测试 光学元件测试与设备

TQ171.65 2005021457 利用曲线计算全息图进行非球面检测=Aspheric surface testing with CGH on curved surface[刊,中]／卢振武(中科 院长春光机所应用光学国家重点实验室．吉林,长春 (130033)),刘华…//光学 精密工程．-2004,12(6).- 555-559 研究了利用曲面计算全息图进行非球面检测。分析 了曲面计算全息图的衍射特性,给出了曲面计算全息图与 传统检测方法相结合检测凹非球面和凸非球面的原理及 特点,并进行了具体设计。利用激光直接写入设备,在口 径为110 mm、曲率半径为504 mm的曲面基底上制作出了     

一种离轴计算全息图在凹非球面检测中的应用

为了精确检测大口径非球面面型质量,将CGH作为补偿器应用于凹非球面的离轴全息检测系统中.根据计算全息图的离轴全息检测系统检测凹非球面的基本原理,分析了离轴CGH的计算、制作过程,实现了对口径为150 mm,近轴半径为1499.7 mm,非球面系数为-1的凹非球面镜的检测.实验结果与轮廓仪检测结果吻合得很好.     

非球面检测的新进展

<正> 1984年8月,在日本召开的国际光学会议上(即ICO-13)发表了一些关于非球面检测的文章,这些文章代表了非球面检测的新进展。例如,计算全息非球面检测——朗奇(Ronchi)检测法;横向和径向剪切干涉检测法;散射板干涉检测法等。从这次会议上宣读的文章来看,各种不同的干涉计量术检测非球面,他们的技术水平和理论分析已日趋完善并已达到新的高度。目前,各种干涉仪都配有干涉传感器、数模转换图象输入接口和计算机,使干涉条纹的判读精度达到λ/50～λ/100。联邦德国斯图加特大学应用光学学院的研究人员,在应用计算机全息图检测非球面方面有较深的研究。他们将计算机全息图(CGH)记     

计算全息图案位置误差致波前误差的标定方法

通过对计算全息图检测非球面的误差进行分析,提出了一种用于计算全息图检测非球面过程中图案位置误差引入的波前误差的标定方法。该方法先设计检测过程中所需要的辅助波前和检测波前在计算全息基板上所对应的相位分布,再通过光场叠加的方式得到复合相位。辅助波前用于计算实际位置与设计位置的偏差,进而计算出位置畸变引起的检测误差,并将其从系统中消除。检测波前用于得到与非球面匹配的波前,进而对非球面面形进行检测,并提出了图案位置误差引入的非球面波前差的计算方法。为评估该方法的可行性,将复合相位所对应的计算全息图导入衍射计算软件中进行仿真,同时得到了平面、球面和非球面各个级次的衍射光斑,证明了该方法的正确性。     

一种三次非旋转对称的相位板的检测系统设计

作为零位干涉检测方法中非常有前途的一种方法.计算全息可以用于非旋转对称的非球面的检测.以三次相位板为例,阐述了利用计算全息图检测非旋转对称的非球面的基本原理.分析并推导了三次相位传播过程引入的高阶波像差的理论公式,给出了三次相位板的检测系统的没计结果.详细讨论了计算全息图衍射级次的分离以及计算全息图的二元化,给出了振幅型的计算全息图的图样.计算全息图的刻线最小问隔是40μm,计算全息图的制作精度对检测结果的波前误差的影响仅仅为0.005λ.对检测系统作了详细的公差分析,结果表明所有调整公差对整个检测系统的影响和方根值为83.954 nm.     

鸥翼型非球面元件的白光干涉拼接测量

针对鸥翼型非球面面形检测的难题,提出了一种白光干涉拼接测量方案。基于白光显微干涉测量结合子孔径拼接的测量原理对扫描路径进行规划。搭建白光干涉拼接测量平台完成了对10 mm鸥翼型非球面的59个子孔径的高精度测量。利用同步子孔径拼接算法对测得的子孔径数据进行拼接,得到了全口径面形误差。开展了利用高精度轮廓仪和计算机生成全息图(CGH)补偿器对鸥翼型非球面面形进行检测的对比实验。结果表明,所提检测方案的面形误差数值和分布均与高精度轮廓仪和CGH补偿器得到的结果吻合,有效验证了所提测量方案的正确性。     

全息术与器件

O438.12007010453圆形计算全息图的设计及其参数计算=Design and pa-rameter calculation of circular computer generated holo-grams[刊,中]/齐月静(北京理工大学信息科学技术学院光电工程系.北京(100081)),王平…//北京理工大学学报.—2006,26(9).—821-823为实现非球面的高精度检测,在设计全息图时采用虚拟玻璃的概念,即用光学设计软件ZEMAX建立折射率为0的玻璃模型,实现全息片的出射波前沿非球面的法线方向入射,简化了补偿器的设计优化过程,提高了设计精度,最大光程差小于0.0007λ(λ=632.8nm)。编制了衍射面工艺参数的计算程序,利…     

用双计算全息图检测凹非球面

为实现对凹非球面的高精度检测,提出并设计了一种二元纯相位型双计算全息图.设计的双计算全息图由主全息和对准全息两部分组成,分别用于检测非球面和精确定位主全息.介绍了双计算全息图的工作原理及其设计方法,并给出了一个检测Φ140、F/2抛物面反射镜的双计算全息图设计实例,实验得到的均方根(RMS)误差为0.062λ.通过分析对准全息的误差,推导出主全息的条纹位置畸变误差,最后计算出其综合误差为0.06A.为验证实验结果的可靠性,将其与平面镜自准直检测结果(ERMS=0.062A)比较,结果二者吻合良好.     

提高二元计算全息图设计精度的新途径

用于非球面光学元件检测的计算全息图的设计与制作精度对实现非球面的高精度检测是至关重要的。为了提高计算全息图的设计精度,采用Householder变换把矛盾方程组的系数矩阵正交三角化,直接求解波面拟合系数,避免了法方程组的构造。全息图的设计是直接利用MATLAB的内部函数编程来实现的。对具有旋转对称性和非旋转对称性的物波进行了波面拟合,并设计了相应的计算全息图。结果表明,物波函数的拟合精度和全息图的绘制精度均有明显的提高,且计算速度快。     

基于双步菲涅尔衍射的曲面计算机全息图快速生成方法

曲面计算机全息图可以增加全息显示的视场.然而,繁重的计算量仍然是实时生成曲面计算机全息图的阻碍.提出了一种基于双步菲涅尔衍射的曲面计算机全息图快速生成方法.该方法包括两个步骤:第一步是使用双步菲涅耳衍射生成平面计算机全息图,第二步是根据光衍射传播定律将平面计算机全息图补偿为曲面计算机全息图.数值模拟结果表明,与使用点源...     

光学加工工艺与设备

针对离轴TMA结构空间相机中使用的两块离轴非球面反射镜的加工过程,提出了一种新型的矩形轴非球面的最接近球面半径的求解及其优化方法,并且开发了基于计算机虚拟加工技术的CC()S工艺参数计算方法。被加工工件分别为165 mm义100 mm的矩形凸面     

光学工艺 光学加工工艺与设备

TQ171.682006054698离轴二次非球面补偿检验计算机辅助调整技术研究=Re-search on off-axis conic asphere null testing using comput-er-aided alignment method[刊,中]/薛栋林(中科院长春光机所光学技术研究中心.吉林,长春(1300330),郑立功…//光学精密工程.—2006,14(3).—380-385分析了非球面补偿检验过程中由补偿器和镜面支撑结构的失调引入的调整量误差,给出了计算机辅助调整方法。建立了离轴二次非球面补偿检验计算机辅助调整系统的物理数学模型,求解了被检非球面镜的失调方位和量值,利用计算机控制调整架实现了系统辅助调整。建…     

傅里叶变换条纹相位分析法测量非球面镜

本文将傅里叶变换(FFT)条纹位相测量方法用于非球面镜的检测。叙述了波面位相偏差测量原理。提出用最小二乘拟合波象差代替计算全息图(CGH)补偿非球面波象差,并分析了测量误差。     

无透镜夫琅和费型计算机彩虹全息图

本文提出一种新的计算机彩虹全息图,即无透镜夫琅和费型计算机彩虹全息图,介绍了它的基本原理及物体光波的数学描述,并以彩虹全息图的信息量出发,讨论了一般计算机彩虹全息图信息量的冗余度及减少冗余信息量的方法.最后给出了无透镜夫琅和费型计算机彩虹全息图的实验结果.     

Q-Type非球面小畸变全景环带光学系统设计

通过动态链接库方式在Zemax中建立Q-type非球面接口,利用Q-type非球面设计了一款工作在可见光波段,垂直半视场为30°~110°,焦距为-1.25 mm,F数为5,系统总长为28.7 mm的全景环带光学系统(PAL)。该光学系统由7片透镜组成,包含6片球面镜和一片两面均为Q-type面型的非球面镜片。对设计结果进行了分析,全视场FTheta畸变小于1%,在奈奎斯特空间频率83 lp/mm处调制传递函数(MTF)高于0.5,成像效果接近衍射极限。为验证Q-type非球面在PAL设计中的优越性,实际设计了一个与Q-type面型PAL具有相同参数的偶次非球面PAL,对两者进行了分析比较。结果表明,在相同的计算平台下,Q-type非球面多项式系数的有效数字比对应的偶次非球面的多3~6位,有效减小了优化过程中计算机数字系统截断误差对优化过程的影响,有利于提高光学系统优化设计效率、提高非球面光学零件的加工精度和检测精度。     

高精度相位型计算全息图的设计

为了解决非球面及自由曲面的高精度检测问题,基于二元光学计算机全息图(CGH)模型基础,分析了该模型下相位型CGH各项误差对CGH检测精度的影响,同时结合工程实例,针对口径为846 mm×630 mm的自由曲面,设计了相应的相位型CGH,并实验验证了该设计的可行性。结果显示:在设计时应先将相位型CGH的各个衍射级次进行分离;改变CGH到干涉仪焦点距离以减小刻画畸变同时保证CGH尺寸;再将基板误差检测出来,并代入设计结果进行补偿标定;最后在编码时将占空比选择为0.5,刻蚀深度选择在0.3λ减小占空比误差、相位函数误差和振幅误差。     

声全息成象过程中物—全息图—象之间变换的数学公式及其物理意义

本文研究声全息成象过程中物—全息图—象之间的变换,给出三种连续与离散不同组合的变换的公式,并说明相应的物理意义。文中指出,与连续全息图相比,离散全息图造成高阶象的出现。并给出了一些可用于计算机模拟计算的公式。     

计算全息图CGH非球面干涉检验

<正> 一、前言非球面光学元件的干涉检验,可以用平面自准直法和补偿检验法。但是,平面自准直法只限于抛物面反射镜。光学补偿法虽能用于各种非球面光学元件,但光学补偿件的加工较复杂,调整麻烦。我们知道用计算全息图可以再现一个用数学解析式表示的波前或它的傅里叶变换。同样的道理可用计算全息图再现一个理论计算的像差波面对非球面进行补偿干涉测量。这方面的工作在国外已有报道。     

应用离子束修正高精度CGH基底

计算全息图(CGH)作为零位补偿器广泛应用于高精度非球面的检测中,但CGH的基底误差直接限制了非球面的检测精度。为了获得超高精度的CGH基底,提出了应用离子束修正CGH基底的加工工艺。采用不同束径的离子束去除函数对一边长152 mm(有效口径140 mm圆形区域)、厚6.35 mm的正方形熔石英CGH基底分别进行了精抛、精修和透射波前修正实验。经过总计7轮的迭代修正,最终获得了透射波前为PV值20.779 nm、RMS值0.685 nm的超高精度CGH基底。实验结果表明:应用离子束修正高精度CGH基底的加工工艺具有较大优势,不仅具有较高的加工效率而且可以获得超高的加工精度。     

光学加工工艺与设备

TQ171.65 2004064466 光学非球面二次曲面常数及顶点曲率的研究=Study of conic constant and paraxial radius of optical aspheric[刊,中]/程灏波(清华大学精仪系.北京(100084)),王英伟…∥光学技术.—2004,30(3).—311-313,317 基于二次曲面方程。推导出确定光学非球面二次曲面常数k以及顶点曲率半径r的一组算法,并在对一块口径为760mm×200mm标准非球面反射镜的实际测算中进行拟合。经过优化,拟合精度达到△k=0.015,△r=0.341mm,从而有效地控制了光学非球面制造过程中的顶点曲率及二次曲面常数的偏差。图3表3参3(严寒)