| 题名 | 基于哈特曼检验法的多功能光学质量检测技术研究 |
| 作者 | 刘丹 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2006 |
| 授予单位 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 |
| 导师 | 王向朝 |
| 关键词 | 光学检测 哈特曼检验法 球差 波像差 能量集中度 |
| 中文摘要 | 在大型激光装置中，影响光束质量的主要因素是光路中大口径的光学元件和组件的加工和装校质量。在这些光学元件和组件的加工和装校过程中必须对其光学质量进行严格的检测与控制。目前对这些大口径光学元件和组件进行检测主要采用的干涉法和阴影法均存在一些不足。干涉法必须具备大口径激光干涉仪，其制造难度大，代价非常昂贵，且只能检测低频缺陷，很难检测中频和高频缺陷；阴影法的检验结果只能定性，而且与检验者的经验有关。而传统的哈特曼光阑检验法采用固定结构形式的光阑，因而存在以下缺点：对光阑制造精度要求高、取样密度受限、不能检测光阑小孔之间间隙对应的环带误差和局域误差等。 为克服上述检验方法存在的不足，本论文在传统哈特曼检验法基础上研制成功了一种扫描型多功能哈特曼光学质量检测装置。该装置由大口径标准平行光管、扫描型哈特曼光阑、被检聚焦镜、CCD摄像机、计算机及处理软件组成，可对最大口径为Φ300mm的聚焦镜或聚焦系统在全口径范围内进行无遗漏的连续采样，具有检测精度高、速度快、像质评价手段多等优点。本论文主要内容如下： 1．在综述与评价了目前大型激光装置中光学元件检验的几种主要技术后，详细描述了扫描型多功能哈特曼光学质量检测装置的结构和特点，阐述了该检测装置的测量原理，并通过对已知参数平板球差的测量，对该装置的性能进行了初步研究。球差测量值与理论值之间最大相对测量误差为14.6%。 2．鉴于波像差是评价光学系统成像质量的一种比较有用的参数，本论文利用本装置对一斐索平面干涉仪准直物镜的波像差进行了检测，结果与干涉仪测量结果具有很好的一致性，相对测量误差为11.5%，从而验证了该检测装置测量聚焦镜波像差的可行性。 3．在测量原理可行性得到验证的基础上，利用本装置研究了激光ICF装置中靶镜的质量检验与评价问题，包括靶镜的能量集中度的测量及入射激光束不平行性对能量集中度的影响、波面形状的恢复。1）直接测得的靶镜能量集中度与干涉仪间接测量结果吻合得很好，相对测量误差为10.97%；2）非平行光入射情况下靶镜的能量集中度测量结果表明，在入射激光束存在一定发散角时靶镜能量集中度变化不大。这为制订入射激光束的发散角指标提供了依据；3）拟合了靶镜的波面，结果与Wyko RTI4100激光干涉仪测量结果十分吻合。上述结果说明，利用本装置可从不同角度检测与分析靶镜性能，为相关领域的研究与技术人员提供适用的检测依据。 4．提出了一种小透镜扫描型哈特曼检测装置的设计方案。该方案对现有夏克-哈特曼传感器原理进行了改进，以单个小透镜二维扫描方式对被检光学元件在全口径范围内进行连续采样，从而克服了目前夏克-哈特曼传感器对微透镜列阵中各微透镜性能一致性要求高的缺点，可适合于对目前大型激光ICF装置中的方形光学元件的检测。 5．总结了本论文的主要成果，列出了主要创新点，并提出了改进措施。 |
| 语种 | 中文 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.siom.ac.cn/handle/181231/15527]  |
| 专题 | 上海光学精密机械研究所_学位论文 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 刘丹. 基于哈特曼检验法的多功能光学质量检测技术研究[D]. 中国科学院上海光学精密机械研究所. 2006. |
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