全息校正望远镜主镜像差的机理及实验研究

摘要

激光全息技术校正望远镜主镜像差是发展未来超大口径、低面密度空间光学系统的有效技术途径之一，已引起人们的广泛关注。 本文以激光全息原理为基础，对利用全息技术校正球面反射镜主镜的像差展开了理论和实验研究。通过建立激光全息记录光路和校正实验系统，实验给出了接近衍射极限的校正效果。为今后进一步开展大口径空间光学成像系统的研究提供了一定的理论和技术基础。 论文的研究内容主要包括以下几个方面。 首先以光全息学原理为基础，研究了全息技术校正光学成像系统像差理论，并对折射式望远镜主镜和反射式望远镜主镜的像差校正原理进行了分析研究。 随后，给出了几种校正反射式望远镜主镜像差的全息实验系统，可用于校正低质量球面反射镜的面形误差和像差。对系统的视场、带宽以及像差校正情况等做了初步的分析。确立了系统像差校正结果的评价方法。 最后，采用平行光记录和平行光再现的方法，建立了口径200mm玻璃基底球面反射镜像差校正的实验装置，进行了全息实验研究。通过测量像差校正前反射镜面形误差、记录校正后的再现参考光束与原参考光束干涉图、比较像差校正前后光学系统焦点尺寸大小以及分辨率板成像结果，分析了像差的校正效果，实验验证了全息技术校正望远镜主镜像差的方法和技术的可行性。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章引言

1.1研究背景和意义

1.2国内外研究现状

1.3论文的研究内容

第二章全息技术校正望远镜主镜像差理论

2.1激光全息技术原理

2.1.1激光全息图波前记录

2.1.2激光全息图的波前再现

2.2全息技术用于像差补偿原理

2.3全息校正望远镜主镜像差原理

2.3.1折射式望远镜

2.3.2反射式望远镜

第三章全息校正反射式望远镜主镜像差实验系统设计和分析

3.1平行光记录和平行光再现实验系统

3.1.1实验系统

3.1.2系统视场和带宽

3.2记录光源位于有限远、对远距离物体成像实验系统

3.2.1实验系统

3.2.2反射镜面形误差校正程度分析

3.3记录光源位于反射镜近中心、原光路再现实验系统

3.4像差校正结果评价方法

第四章全息校正口径200mm球面反射主镜像差实验

4.1实验装置

4.2全息记录介质选择

4.3实验结果及分析

4.3.1反射镜面形误差和像差校正结果

4.3.2校正前后系统焦点尺寸大小的比较

4.3.3校正前后分辨率板经系统成像结果比较

4.3.4成像结果分析

第五章总结与展望

参考文献

攻读学位期间发表的论文

攻读学位期间参加的会议

致谢