子孔径拼接干涉检测非球面光学元件

摘要

随着光学技术的不断发展，非球面光学元件以其优越的光学特性被应用于多个领域，然而非球面光学元件在加工和检测方面存在的困难一定程度上影响了其广泛应用。环形子孔径拼接检测技术是一项新的光学测试技术，拓展了干涉仪的测试范围，给大口径非球面的高精度检验提供了有效手段，其关键技术在于子孔径的划分、孔径数目的计算和子孔径拟合拼接的数据处理方法。 首先介绍了非球面光学元件和环形子孔径拼接技术，结合非球面光学元件的光学特性建立了适用的环形子孔径拼接模型，在此基础上推导了孔径计算的相关公式，并通过构造不同情况的算例分析了影响拼接精度和拼接效率的子孔径划分模式、孔径边缘数值的问题。其次对拼接算法中的串、并行拼接进行了讨论，选取了合适的拼接算法模式及拼接目标函数，构造了拼接程序编写的思想。接着通过对环形子孔径拼接模型进行仿真，验证了环形子孔径拼接的可行性，详细地分析了影响拼接精度的多种误差因素，给出了降低误差的解决方法，并提出了对现有实验平台进行改造的技术要求。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1课题的研究背景

1.2论文的主要研究工作

2非球面光学元件

2.1国内外非球面零件的超精密加工技术的现状

2.1.1非球面零件超精密切削加工技术

2.1.2非球面零件超精密磨削加工技术

2.1.3非球面零件超精密抛光技术

2.1.4非球面零件复制技术

2.2非球面光学元件的分类

2.2.1按非球面对称轴数目分类

2.2.2按外形尺寸分类

2.2.3按制造精度分类

2.3二次非球面的分析

2.3.1二次非球面的数学表达式

2.3.2二次曲线的光学特性

2.3.3最接近比较球面

2.4非球面的选择

3子孔径拼接

3.1子孔径拼接的概述

3.2子孔径拼接的分类

3.2.1圆形子孔径

3.2.2矩形子孔径

3.2.3环形子孔径

3.3子孔径拼接的原理

3.4子孔径拼接的应用

3.5子孔径的选择

4环形子孔径拼接

4.1环型子孔径的划分

4.1.1划分的数学模型

4.1.2影响子孔径划分几个的因素

4.2子孔径数目的确定

4.3算例分析

4.4拼接算法的研究

4.4.1拼接模式

4.4.2串行拼接

4.4.3多孔径拼接

4.4.4局部均化误差

4.4.5拼接算法程序

4.5实验平台的技术要求

5实验模拟和误差分析

5.1实验模拟

5.2误差分析

5.2.1测量误差

5.2.2模型误差

5.2.3拼接误差

总 结

致 谢

参考文献

附录 攻读硕士学位期间发表的论文和出版著作情况