轮廓仪检测的系统误差分析

从轮廓仪的工作原理出发，分析了影响轮廓仪检测精度的主要系统误差，并以二次旋转非球面为例计算了系统误差对面形检测精度的影响，得出Talysurf轮廓仪在测量时，系统误差对面形误差的影响随顶点曲率的绝对值、口径以及偏心率函数的增大而增大，随定位误差和不重合误差的增大而增大的结论。最后的实验结果证明了该结论的正确性。     

关于柱面镜成像的讨论

柱面镜以及一般镜面的成像规律问题,涉及到高阶方程的求解,在现行光学教材中缺少具体的答案.本文提出了柱面镜成像的物像方程式,并用计算机绘制了物像关系图.     

超光滑表面无损检测轮廓仪

本文所述的超光滑表面无损检测轮廓仪,无需标准参考面;利用双焦干涉作非接触无损检测;利用干涉及电子共模抑制技术可有效地抑制各类噪音;计算机控制测量,即时给出表面粗糙度参数,与WYKO比对,结果吻合。仪器特别适合于均方根值R_q为纳米及亚纳米量级的软质金属材料及膜层表面测试。其横向分辨率为1μm,纵向分辨率为0.1nm。     

小半径柱面镜光学加工工艺研究

针对某新型导弹激光系统提出的小半径柱面镜,通过对传统柱面镜加工方法的综合分析比较,选择合适的加工方法、用不同抛光模层进行抛光比较,对多种分离器材料和分离器槽的长短、模具的摆动幅度等进行工艺试验,使小圆棒柱面镜的表面粗糙度最小值达到Ra 0.005 m,优于设计图纸表面粗糙度Ra 0.01 m的要求,后续再磨去多余的半个圆柱,形成并达到平面的技术要求,满足了此半圆柱状的小半径柱面镜全部技术条件,形成稳定批产加工能力。     

强激光束在柱面镜空间滤波器中的传输特性

为了解决空间滤波器滤波针孔堵孔问题,提出了一种新型柱面镜空间滤波器,新型柱面镜空间滤波器由柱面镜和狭缝构成。利用线性传输理论,对高功率激光束在新型柱面镜空间滤波器中的传输特性进行了数值模拟。结果表明：新型柱面镜空间滤波器的焦斑面积比传统滤波器大,而焦斑功率密度较小;新型柱面镜空间滤波器的滤波效果与传统滤波器相同,近场均匀性也相同。因此新型柱面镜空间滤波器能够抑制空间滤波器堵孔效应,可以缩短空间滤波器系统透镜焦距,从而提高功率装置的整体性价比。由此,采用新型柱面镜空间滤波器替换传统球面镜空间滤波器具有可行性。     

用于半导体激光器的等共轭距双曲柱面镜系统

论述用于把窗口尺寸为０－１２８５ｍ ｍ ×３ ．２３９０ ｍ ｍ 的半导体激光器发出４４°×１３°的发散光束压缩成在±０－００２５ｒａｄ 内出射光的柱面镜系统。该系统的核心是用两组互相垂直、且共轭距相等的双曲柱面镜,把激光器的条形窗口的像变粗变短;然后,再用透镜组把此像“准直”到“无限远”     

柱面镜-光栅谐振腔模式与频率选择特性

用福克－李的数值迭代法对柱面镜－光栅谐振腔在中心波长为１０．６μｍ处进行了理论分析,给这场和远场的模式分布以及频率选择损耗函数。     

基于多光束干涉的长程轮廓仪

为提高长程轮廓仪(LTP)面型检测的精度,提出一种使用波面型等光程多光束分束器的LTP。该分束结构可将入射光束分成若干束等光强等光程的相干光。在理论上分析计算了傅里叶变换(FT)透镜焦平面上干涉条纹的位置和强度分布,探究了零级干涉主极大条纹宽度、振幅和±1级干涉主极大条纹振幅与多光束分束器各结构参数之间的关系。通过选取合适的参数设计了基于多光束干涉原理的新型分束器,并与传统分束器进行了仿真实验比较,设计了测量系统中的准直镜和FT透镜,在Zemax软件中建立了完整的光学系统模型,并对该模型进行了实验验证。结果表明多光束干涉长程轮廓仪可以实现对被测表面斜率的测量,其在探测面上的干涉条纹宽度比传统双光束干涉窄,光强也更加集中,可以提高LTP的测量精度。     

长程轮廓仪用于筒状超光滑表面测量的误差分析及校正

为了提高使用长程轮廓仪对筒状超光滑非球面进行面型测量的精度,研究并总结了测量过程中常见的误差源及校正方法.针对测量过程中对结果影响较大的转台转轴与待测筒状镜光轴之间的倾斜和偏心误差做了详细的分析,提出利用数据处理校正这部分误差的方法.编写了相应的数据处理程序,通过数值模拟实验对该程序进行了验证.实验结果表明,该程序能够...     

伽利略望远镜与柱面镜组合式长焦综合测量系统

为了实现定距离、较大视场范围某低速点的快速方位角及高程测量要求,采用点型光源、伽利略望远镜与柱面镜组合式长焦光学系统及双正交线阵CCD,搭建了一种复合柱面镜长焦光学测量系统.该组合式长焦光学系统无一次成像面,系统光学长度短,系统前组为伽利略型望远镜型式,接近无焦.在一定测量范围内,选择合适的前组角放大倍率和前组口径等参量,使得在不同位置的点所成线像均与双线阵CCD正交.有针对性地优化光学系统设计、选择合适的系统评价函数并对系统装调及测量原理进行准确度分析.结果表明,该系统在测量距离为10m,视场范围1.5°×1.5°内时,方位角测量误差在±2.5″以内,且系统长度较短,公差较宽松.该系统解决了光源合作目标尺寸严格受限的问题,探测器尺寸较大且成本较低.     

角锥棱镜和柱面镜的技术表述与检测

针对近年来应用颇多的两种较特殊的光学元件——角锥棱镜和柱面（透）镜技术表述的不同形式,为使之逐渐趋于规范和统一,参照国外现行的一些技术要求以及国内公司几年来实施的具体事例,给出若干说明、建议、指标和数据处理方法,尤其推荐用光束平行差的均方差来替代最大光束平行差的指标,是评定角锥棱镜技术特性中一项关键的新指标。     

镜像光衍射技术及其在测量中的应用

对光衍射技术提出了一种新方法,即在衍射缝后引入反射形成镜像,用以改变衍射条纹的光强分布,这种方法可提高测量精度,加大动态范围,改善因缝不理想所形成的场分布,还对参数的选取进行了讨论。     

Figure Measurement of Concave Mirror by Fiber-Grating Hartmann Test

A new type of Hartmann test was developed using an optical fiber grating instead of the traditional Hartmann screen with multiple holes. A fiber-grating is made of short optical fibers arranged in single layers with no gaps between them. On illumination with laser light, the fiber-grating generates fan-like diverging multiple rays of almost equivalent intensities. Two gratings are overlapped at right angles to make multiple beams diverging in two directions. Rays reflected from test mirror surfaces converge to make a point focus provinding the sulface is free from aberrations. A CCD camera detects a spot pattern of beams near but out of focus, and a personal computer analyzes the spot patterns and calculates the figure error from a ideal surface. A few concave mirrors were analyzed by this method and the results compared with those obtained with a Fizeau interferometer. The data using the two systems were consistent with each other to within 1/10A.     

柱面光栅色散特性及其应用

基于椭球面光栅理论,提出柱面光栅概念,并对其衍射特性和集光本领进行研究。结果表明：在掠入射条件下凹柱面光栅具有与凹球面光栅相似的衍射特性,但凹柱面光栅可以方便地沿光栅母线方向划分成若干相同部分独立工作,因此,安装水平隔板的掠入射凹柱面光栅单色仪可以用于托卡马克等离子体的真空紫外（VUV）光谱时空分辨测量。     

柱面光栅色散特性及其应用

 基于椭球面光栅理论,提出柱面光栅概念,并对其衍射特性和集光本领进行研究。结果表明：在掠入射条件下凹柱面光栅具有与凹球面光栅相似的衍射特性,但凹柱面光栅可以方便地沿光栅母线方向划分成若干相同部分独立工作,因此,安装水平隔板的掠入射凹柱面光栅单色仪可以用于托卡马克等离子体的真空紫外（VUV）光谱时空分辨测量。     

回转椭球反射镜的检验与检测仪器的设计

本文介绍了根据椭球光学性质研制的FJG-1型椭球反射镜检测仪。它为检验回转椭球反射镜建立了面积有效率、光轴偏移量、f_1值允差与反射率四项技术指标,并给出了检测仪的设计原理与操作方法。最后对仪器的误差及运行效果进行了分析。     

红外地球敏感器扫描镜摆角激光动态测试方法

为解决扫描镜摆角实时动态非接触测量问题,基于激光检测技术和CCD探测技术,提出一种红外地球敏感器扫描镜摆角激光动态测试方法,并研制了扫描镜摆角动态测试系统,其可实现扫描镜的摆动频率、零位角、幅值、峰峰值平均等参量的动静态激光非接触测量。介绍了系统的组成和总体结构,着重对扫描镜摆角动态测量理论和大视场、大相对孔径特殊线性扫描光学系统的设计方法进行了分析与探讨,通过建立系统的数学模型,解决了测量数据误差修正与图形处理问题。对测量系统的精度进行了验证,结果表明系统的摆角测量范围为0~±12°,分辨力为0.01°,动静态测量精度优于±0.04°。     

转镜式光谱仪端反射镜误差容限分析

系统分析了当转镜式干涉光谱仪端反射镜发生倾斜,致使反射光束偏转时对干涉图的影响.发现光束偏转带来的误差分为三部分：1）光束偏转导致整体增加的恒定光程差;2）垂直光轴方向因不同光线而引入的偏移光程差;3）光束中心相对于光轴的偏移量.干涉强度中的有效信号减小,同时直流分量不变,因此信噪比降低.最后从调制度和相位误差角度给出了端反射镜倾斜误差容限并讨论了减小干涉图受光束偏转影响的方法.