非球面Ronchi检测的误差分析

为了较高精度地检测大型非球面面形,需要分析检测装置对测量误差产生的影响。基于Ronch i检测法,将正弦光栅代替Ronch i光栅应用在非球面反射镜的检测上,采用同步相位探测技术和几何原理获得所有被测点的面形偏差梯度信息,然后利用区域波前重构法恢复面形偏差,进而重建被测面形。利用此方法首次分析了叠栅条纹图、非球面度、光栅对比度对重建被测面形的影响。数值结果表明,条纹图的重叠和光栅的对比度均对非球面的检测精度有影响,重建面形误差随着被测面形非球面度的增加而增大。对测量误差的分析可为Ronch i检测装置的设计提供有效、可靠的依据。     

超大口径凹非球面反射镜的动态干涉测量技术

为了克服超长光路造成的振动和大气扰动的影响,采用动态干涉测量结合补偿法进行超大口径凹非球面的精密检测.通过分析超大口径凹非球面反射镜检测的难点,采用动态干涉仪克服检测中振动和大气扰动,并利用Zemax光学设计软件,以口径3.5m的凹非球面反射镜为例设计了干涉补偿光路.误差分析结果表明,采用动态干涉仪和补偿法进行超大口径凹非球面反射镜面形检测,不仅可以克服振动和大气扰动的影响,还能达到λ/90以上的检测精度.     

非球面透镜的加工

一、概述: 在光学系统中,采用非球面不仅可以简化光学仪器的结构,而具有利于像差的矫正,提高光学系统的成象质量。由于非球面光学零件加工困难,工艺尚未成熟,至今没有得到广泛的应用。非球面加工其所以复杂是由于它的一系列特性所决定的,例如,非球面大多数可有一个对称轴,其表面比较复杂,一般只能单件加工。非球面曲面各点曲率不同,在抛光时难以修     

零补偿干涉检测实现及误差量规律

针对大口径离轴光学非球面反射镜的特殊工艺性,在合理设计零补偿器结构形式的基础上,综合考虑零补偿器各组件的误差参量做进一步优化.利用零补偿器实施非球面元件面形干涉检测过程中,着重分析调整误差对检验精度的影响,建立误差标定模型.以一块二次离轴非球面反射镜为实例进行了计算机模拟分析,得到对应不同调整误差的干涉图样,可以为快速地调整补偿器与被检元件之间相互位置提供参考,有助于获得指导加工的真实面形结果.     

非球面的自身检验

本文从三级象差理论出发,通过求解出在光轴上两个消球差的共轭点,对带有凸或凹非球面的反射镜和透镜的自身检验给予概括的说明,这种检验不需要任何补偿象差的反射镜或透镜。从理论分析和计算上来看,认为是可能的;并通过实践证实,也是可行的。     

基于拓扑优化的金属反射镜设计及增材制造

为了满足金属反射镜高刚度、轻质化、非球面等实际使用需求,采用拓扑优化方法对金属反射镜镜体及支撑结构进行一体化设计.优化目标是结构柔度和一阶固有频率的加权叠加值最小化,约束函数是体积分数的上限.最终获得半封闭式支撑结构的反射镜构型.在完成几何提取和重建后,形成最终的CAD模型.借助COMOSL软件对该模型的静态刚度及固有频率进行分析,仿真分析结果显示此反射镜在重力工况下的最大RMS值为19 nm,一阶自然频率为1 705.2Hz.随后采用增材制造技术对该反射镜进行制备,验证了方法的有效性.     

半导体可饱和吸收反射镜及其在自启动锁模fs脉冲固体激光器中的应用

半导体可饱和吸收反射镜提供了一个新型固体被动锁模器件,用其可以在固体锁模激光器中产生ps至fs脉冲．介绍了各种半导体可饱和吸收反射镜的原理、设计及其应用．     

轴对称非球面平行磨削Y轴向对刀误差补偿

在光学系统中应用非球面光学元件能够提高光学系统设计灵活性,改善光学系统成像质量,缩小光学系统尺寸,在整体上减轻系统质量。本文通过系统分析轴对称非球面元件精密磨削工艺过程中的轴向对刀误差等加工误差因素,建立轴向对刀误差校正方法,并将其运用到轴对称非球面精密磨削与抛光加工过程中。由实验可知：通过误差补偿,加工时间节省60%以上,Φ80mm口径非球面抛光后的面形精度PV值为0.62μm（0.982λ）,RMS值达到0.093μm（0.147λ）,满足非球面面形精度要求。实验结果验证了理论分析与误差补偿方法的正确性,实现了轴对称非球面光学元件的快速精密加工。     

高灵敏度高抗干扰能力的光—电控制器的研究

本文共分三部分。首先简单地介绍了光—电控制器在自动化控制中的应用及其独特的优点。在第二部分中,详细地介绍了本光—电控制器的工作原理,对其各部分电路的设计都作了较详细的介绍。尤其是新颍的信号识别电路的设计,巧妙地解决了提高抗干扰能力就会降低灵敏度(或提高灵敏度就会降低抗干扰能力)这对矛盾。最后,本文介绍了该光—电控制器的应用情况。该产品应用到照明节能器中,其各项性能指标优于国内同类产品。     

基于透镜的楔形光隔离器的设计与分析

设计出一种偏振无关的两极楔形光隔离器.由传统的楔形光隔离器、透镜和反射镜构成.结构采用反射型,在引入透镜和反射镜的基础上,第一级光隔离器的出射光经反射进入第二级,使得两极光隔离器共用一个法拉第旋转器,达到器件体积小,元件数目少,隔离度高的目的.同时利用矩阵光学理论对器件的隔离度和插入损耗进行了理论分析.分析结果表明,隔离度主要受器件消光比和旋转角误差的影响.消光比由10~(-3)到10~(-4),会使隔离度增加20 dB,旋转角误差为5°时,对隔离度的影响达到25dB.插入损耗主要受透射比的影响.     

光电

我国第一座非球面光学元件产业化基地在云南昆明建成,目前已进入产业化生产,该基地的建成填补了我国非球面镜片产业化生产技术的空白。非球面光学元件,是指面形由多项高次方程决定、面形上各点的半径均不相同的光学元件。采用非球面光学系统,可消除球差、慧差、像散、场曲,减少光     

光学非球面度的探讨

非球面度是描述非球面光学零件的重要参数,其值大小将影响到采用的加工方法、加工量的大小等.本文分析了几种非球面度的定义,研究了不同定义方法对采用计算机控制光学表面成形法指导加工的影响,从光学零件加工的角度探讨了光学非球面度的合理确定.     

可见光级铝合金反射镜一体化设计与分析

高精度的反射镜对于航空航天载荷具有重要的意义。随着单点金刚石车削加工技术(SPDT)和抛光技术的发展,铝合金反射镜以快速低成本制造等优点用于可见光级的应用中。为了降低系统装调的自由度,设计了一种一体化的反射镜结构,并针对126mm口径主三反射镜进行有限元建模仿真,通过对反射镜自重分析、模态分析和加工离心力分析。得出设计的主三反射镜具有较高的动态刚度,多种工况下反射镜的镜面形变化均低于1/40λ(λ=632.8nm),可应用于可见光系统中,为金属反射镜的集成设计和制造提供一定的参考。     

结构光编码的动态程序设计

结构光具非接触性、高精度、易于实现等优点,将其应用在物体三维重建上,可以提高采集速度和测量精度。在VC＋＋平台下,改进结构光编码采用OpenGL编程方式,不仅可以绘制出各种形态的二维和三维图形,并能精确到像素级,而且能实现图形静态和动态的显示。这些优点恰能满足将结构光编码应用于医学上的动态显示,减少了人工干预,实现智能...     

机械“索菲亚”天文望远镜

由美国航空航天局与德国宇航中心联合研制的索菲亚（Sofia）红外线天文望远镜预计２００４年升空，设计寿命为２０年。索菲亚意为“平流层红外线天文台”，其镜面直径为２．５米，比哈勃太空望远镜还要大，将是最大的不在地面上的天文望远镜。索菲亚的全套设备将被安置在一架经过改装的波音７４７飞机内，其角分辨率比凯珀机载天文望远镜强３倍。在远红外线波长区，索菲亚能很容易观测到成长中的恒星和原恒星，并能收集到彗尾和行星大气的构成成分等信息。索菲亚的飞行高度在海拔１．１９万米～１．３７万米，能避开大气层中９９％的水蒸气…     

非球面面形检测系统

正由西安工业大学自行设计、研制的非球面面形检测系统是在横向剪切干涉的技术基础上,用压电陶瓷引入相移,通过采集卡和CCD获取系列剪切干涉条纹图像。经过计算机对系列扫描条纹图像的数学处理,实现了对光学非球面的快速、抗干扰、高精度测量。涵盖光     

光子晶体反射镜对深紫外发光二极管性能的影响

通过三维有限时域差分(3D-FDTD)的光学模拟仿真计算,系统地研究了空气孔型光子晶体反射镜结构中各参数对AlGaN基深紫外发光二极管的光提取效率的影响。研究发现,光子晶体与垂直光线的共振模式主要是由光子晶体的周期决定,而光子晶体的填充率和高度会影响这种共振模式的强度,但是填充率会严重影响横向传播的横向磁(Transverse Magnetic,TM)极性光与光子晶体的散射作用。一个相对更大的填充率更有利于光子晶体对TM极性光的散射;而随着光子晶体中填充铝的深度增加,光子晶体对横向电(Transverse Electric,TE)极性光和TM极性光的散射作用都是先增加后减少,但是当填充深度太深时,金属结构将对TM极性光起到强烈的限制作用,急剧增加金属对TM极性光的吸收,从而使整体光提取效率大幅下降。在优化的条件下,相比没有光子晶体的结构,具有部分填充金属反射镜的光子晶体结构的深紫外发光二极管的TM极性和TE极性光提取效率分别提高了19倍和2倍。     

光学非球面柔性抛光表面粗糙度的研究

为了研究FRP-1型非球面柔性抛光机加工非球面零件的可行性,利用FRP-1型非球面柔性抛光机对非球面光学零件进行抛光实验.采用单因素工艺研究法对抛光机的工件轴转速、非球面工件的口径和其最接近圆曲率半径等工艺参数对表面粗糙度的影响进行了分析.实验表明提高工件轴转速可提高抛光效率,且抛光小口径大曲率工件的效率要优于大口径小曲率的工件.在上述研究基础上对K9玻璃材料的非球面工件进行抛光实验,60 min后工件的表面粗糙度由最初的Ra150 nm收敛到Ra8.55 nm.利用FRP-1型非球面柔性抛光机对非球面光学零件进行抛光效果良好能够满足非球面光学零件的加工精度的要求.     

应用泽尼克多项式自由曲面的成像物镜设计

为了解决自由曲面难以应用于成像系统设计的问题,通过对泽尼克多项式自由曲面的波像差的分析,对一种采用泽尼克多项式自由曲面的成像物镜进行研究.在对非球面离轴反射型成像物镜研究的基础上,应用泽尼克多项式归一化描述光学系统的波前边界,建立与赛得和像差之间的对应关系,推导出采用泽尼克多项式自由面替代偶次非球面的方法.设计采用三片泽尼克多项式自由曲面反射镜组成设计成像物镜,在100倍放大倍数、视场角为130°、相对孔径为2.5的条件下,调制传递函数实现100 lp/mm 60%以上,畸变小于2.0%.研究结果表明,应用泽尼克多项式自由曲面可以减小离轴光学系统像差,达到提高清晰度、简化光学系统结构的作用.     

一种测量船水平反射镜的水平方向定位方法

为了用水平反射镜定位舰船等测量设备的水平面,用水平仪法代替水银盘法确定船体水平面的位置,消除了水银对人体的伤害。水平仪法以电子水平仪为水平面确定的基础,通过水平仪确定工装反射镜位置,利用其反射和0.2″自准直平行光管的自准直成像原理,确定0.2″自准直平行光管光轴的方向,最后确定水平反射镜的水平位置。在介绍了水平仪法工作原理的基础上,给出了误差标定方法及误差不大于10″的要求;介绍了水平反射镜偏离水平面的检测方案,给出了检测结果,分析了影响检测结果的因素,水平反射镜偏离水平面的误差不大于0.94″,定位误差不大于0.4″。结果表明,水平仪法确定船体水平面的方法具有结构简单、定位精度高等优点,有望在工程中推广使用。