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题名:
大口径光学系统的子孔径斜率拼接检测方法研究
作者: 何玉梅
学位类别: 博士
答辩日期: 2011-05
授予单位: 中国科学院研究生院
授予地点: 北京
导师: 姜文汉 ; 汤国茂
关键词: 光学检测 ; 子孔径拼接 ; 波前重构 ; Hartmann-Shack波前传感器 ; 光轴对准
学位专业: 光学工程
中文摘要: 目前大口径光学系统波前检测的常用方法一般是使用干涉仪,这要求有一块与被检测元件尺寸相匹配的标准平面镜,由此必须面对大口径标准平面镜成本昂贵、制造与自身检测困难的问题。为此发展了子孔径拼接技术来解决检测大口径光学系统波前及元件面形的难题。
本文中提出了一种新的子孔径波前斜率拼接方法。该方法将被测全孔径划分为数个区域孔径,利用哈特曼波前传感器分次测量各区域孔径上的波前信息。通过相邻区域孔径重叠区内的采样子孔径波前斜率信息的差别,计算出各个区域孔径测量时的误差修正因子,并利用拼接算法将所有区域孔径的测量结果拼接起来,得到全孔径上的波前信息,进而重构出全孔径上的波前。与其他基于波前的拼接方法相比,由于此种方法的测量对象为波前斜率,所以拼接过程中只需要考虑子孔径上x、y方向的倾斜误差,避免了沿光轴方向平移误差的影响,降低了检测和拼接难度;且算法简洁,数据处理的运算速度快;受被测对象口径的限制较小,适合大口径光学系统的波前检测以及元件的面形检测。
本文中对这种拼接方法进行了详细的理论推导和计算机仿真实验,并对子孔径排布、区域孔径排布、采样点数目等拼接方法中关键系统参数的设定进行了分析研究,建立了判断标准。通过 60mm口径波前检测和 230mm离轴抛物镜系统检测实验证实了该方法的可行性,并得到较高的精度和重复性精度。
此外针对大口径光学检测中的光轴对准问题,本文还提出了一种新的有效的光轴对准方法。分析了工作原理,并以径向哈特曼像质检测方法为例进行了光轴对准实验,实验结果证明该方法具有较高的对准精度。
 
语种: 中文
内容类型: 学位论文
URI标识: http://ir.ioe.ac.cn/handle/181551/597
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何玉梅. 大口径光学系统的子孔径斜率拼接检测方法研究[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 2011.
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