| 题名 | 大口径非球面Ronchi光栅检测技术研究 |
| 作者 | 雷柏平 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2009-06-04 |
| 授予单位 | 中国科学院光电技术研究所 |
| 授予地点 | 光电技术研究所 |
| 导师 | 伍凡 |
| 关键词 | 光学测量 定量检测 非球面 朗奇光栅 |
| 其他题名 | Study on the measurement of large-aperture Aspheric Surfaces with Ronchi grating test method |
| 学位专业 | 光学工程 |
| 中文摘要 | 随着科学技术的飞速发展，非球面光学元件在天文、空间光学、热核聚变、激光发射系统等高技术领域里得到了越来越广泛的应用。与此同时，这些非球面光学元件的口径需求也越来越大。然而，大型非球面的制造仍然面临着许多挑战。光学制造过程从本质上讲是所加工光学元件向理论面形逐步收敛的过程，其加工过程可以细分为三个阶段：粗磨、精磨和抛光。每一个不同的加工阶段都需要与之精度相适应的检测技术，而这些检测技术一直是光学制造者们所要努力解决的主要问题。本论文所研究的Ronchi光栅检测技术是一种既能够对大口径非球面镜精磨阶段较大误差进行定量测量，也可以用于初抛光阶段小误差准确测量的有效手段。该技术在降低了检验成本的同时缩短了大口径非球面镜的检验时间。本论文研究工作的主要任务就是要有效解决Ronchi光栅检测技术的定量检测技术难点和实际工程应用技术问题，建立一个大口径非球面光学元件精磨、初抛光阶段的检测手段。论文的研究工作包括以下几个部分： (1).论文深入研究了Ronchi光栅检测技术的几何与物理原理，并在此基础上讨论了Ronchi光栅检测技术的实验系统组成和实际检测过程,提出了检测大口径非球面镜的实施方案。 (2).本论文分析了大口径非球面Ronchi光栅检测技术的特点，提出了通过使用不同频率的光栅来实现大口径非球面加工过程中不同误差范围的有效测量方法。 (3).本论文对光栅的具体参数与待测非球面之间的关系进行了详细的研究，并在此基础上编写了光栅灵敏度分析软件，实现了能够满足动态误差测量范围的光栅参数计算。 (4).本论文对最小二乘法和Zernike多项式的两种拟合方法的进行了分析比较，充分考虑到具体实施情况，提出了基于更适合于大口径非球面镜检测的Householder变换的拟合算法，并根据上述算法编写了基于VC和MATLAB的数字图像处理软件。 (5).本论文还进行了检测系统的硬件设计。通过采用光纤光源、光栅对、反射棱镜、CCD以及计算机系统，研制出了一套大口径非球面Ronchi光栅检测实验装置。 (6).为了验证所提出的数字图像处理算法的可行性以及Ronchi光栅检测实验装置的可靠性，利用该装置分别对一个口径为140mm、F2抛物面镜以及一个口径为630mm、F1.3的抛物面镜进行了检测实验，其处理的结果与传统的自准直检测的结果比较一致。最后，对实验中的主要误差来源进行了分析和分类，主要讨论了系统误差对精度的影响。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2013-11-19 |
| 页码 | 137 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.ioe.ac.cn/handle/181551/344]  |
| 专题 | 光电技术研究所_光电技术研究所博硕士论文 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 雷柏平. 大口径非球面Ronchi光栅检测技术研究[D]. 光电技术研究所. 中国科学院光电技术研究所. 2009. |
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