基于离轴型CGH的非球面检测技术研究

摘要

非球面能够有效地改善光学系统的性能，其面型高精度大数据量的检测技术，是目前推动非球面广泛应用的重要研究内容。 在已开展的相关研究基础上，进一步探讨了在泰曼一格林干涉仪的观察臂中加入离轴型CGH的非球面检测技术，通过使用光学设计软件Zemax对实验系统的准直镜和补偿非球面面形误差的会聚透镜组进行了设计，然后加入同轴型CGH得出被测非球面经过会聚透镜组后的波前相位。通过理论计算出离轴型CGH所需要加的载频量的大小，并得出该系统参考光所要偏转的角度为1.71°，据此，得出离轴型CGH的相位分布函数，再通过在Zemax上模拟讨论了CGH的位置偏差对整个系统的影响，发现计算全息图绕x轴和y轴的旋转以及沿x轴和y轴方向的偏心引入的误差比较大。最后应用加工好的离轴型CGH在搭建好的泰曼一格林干涉仪上实际测量了口径78mm的非球面样品，数据结果为0.643λ，并在菲索型干涉仪上进行了测量对比，表明测量精度符合要求。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1课题研究背景及目的意义

1.2本论文的主要工作

2非球面检测技术概述

2.1非球面的定义

2.2非球面的光学性质

2.2.1与法线有关的重要性质

2.2.2非球面的非球面度

2.3非球面的检测技术

2.3.1.非球面的检测要求

2.3.2非球面的检测方法

2.3.3非零位检测法

2.3.4零位检测法

2.4本章小结

3基于CGH的泰曼格林型干涉仪检测非球面原理

3.1同轴全息图和离轴全息图

3.2计算全息干涉图的基本原理

3.2.1计算全息干涉术的基本原理

3.2.2计算全息二元化原理

3.2.3计算全息的制作

3.3 CGH与零位光学系统组合补偿法(基于泰曼.格林系统)的讨论

3.3.1 CGH放在测试臂上的泰曼-格林干涉仪

3.3.2 CGH放在观察臂上的泰曼-格林干涉仪

3.4本章小结

4观察臂上加入CGH的泰曼-格林干涉仪系统的设计

4.1检测系统的理论分析

4.1.1系统原理

4.1.2理论分析

4.2检测系统的设计

4.2.1被检测凹非球面的参数和特性

4.2.2加入同轴型CGH的泰曼-格林干涉系统的设计

4.2.3加入离轴型CGH的泰曼格林系统设计

4.3 CGH的定位对系统的影响

4.4本章小结

5离轴型CGH在泰曼格林系统中的非球面测量实验

5.1实验装置调整

5.2非球面的检测实验

5.2.1离轴型CGH及其衍射级次分布图

5.2.2不偏轴下的平面与标准球面测试

5.2.3偏轴时的非球面测试

5.2.4 CGH位置偏差对系统影响的实验

5.3本章小结

6全文总结

6.1本文的主要工作

6.2展望

致 谢

参考文献