基于色散谱分析的镀膜透镜中心厚度检测研究

摘要

随着现代科学技术的飞速发展，光学镀膜透镜在军事、医疗和民用等领域的应用越来越普及。作为大部分高精密仪器的重要构成部分，镀膜透镜的品质极其重要，而中心厚度是否达到要求是决定镀膜透镜品质好坏的一个重要方面，这就需要我们通过一定的方法对镀膜透镜的中心厚度进行测量，从而判断其是否达到了要求。因此对镀膜透镜中心厚度检测的研究，对提高加工精度以及相关设备的使用性能具有着重要的意义。在非接触式的检测技术已逐渐变为主流技术的大环境下，本论文基于色散谱分析对镀膜透镜中心厚度的非接触检测技术进行了深入的研究。论文的主要研究内容如下： 本文首先介绍了非接触式检测的研究背景以及透明材料厚度测量和共焦检测技术的国内外研究现状，研究了各种适用于镀膜透镜中心厚度的检测方法，给出了镀膜透镜中心厚度检测装置的整体结构和测量方案，并根据镀膜透镜的特性选取了合适型号的光源、光纤及光谱仪。 使用光学软件建立了适用于镀膜透镜中心厚度检测的共焦光学系统。首先确定共焦系统的物方数值孔径、轴向色差范围以及工作波长等相关初始参数，并通过建立多重组态关系以及添加合适的操作数等步骤对整个共焦光学系统进行了优化，优化主要针对几何像差中的球差和轴向色差，使得共焦系统的设计波长在各个焦平面上聚焦良好，同时产生较大的轴向色差。然后结合色散谱分析影响镀膜透镜中心厚度测量的各种因素，利用数学软件拟合出它们之间的关系，得出镀膜透镜中心厚度的数学模型，通过编程并利用最小二乘法求解出模型中各个参数的最优解，最终完成了镀膜透镜中心厚度模型公式的建立。 最后对不同规格镀膜透镜的中心厚度进行多次测量，所得到的测量数据表明，该检测装置满足对镀膜透镜中心厚度测量的精度要求，并且详细分析了系统误差产生的主要来源，根据不同来源提出了相应的处理方法。

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