基于光学非球面的大尺寸精密检测平台技术

针对光学非球面元件精密面形测量的需要,提出了一种大尺寸精密检测平台的测量与控制技术。通过讨论检测平台离线测量原理,采用高精度直线电机、0.1μm接触式/非接触式测量传感器以及自主开发测量评价软件为核心的软硬件控制方案,完成了大尺寸精密检测平台的设计与搭建,并针对光学非球面元件的测量特点,开发了配套的测量软件,以实现大口径光学非球面元件的面形测量与评价。光学非球面元件的测量实验结果表明:该检测系统可以有效地应用于非球面表面形貌的精密测量。     

红外光学元件的补偿加工技术研究

为了实现红外材料光学元件的高精度制造,文中研究了单点金刚石车削加工(SPDT)技术,并针对面形检测中存在的面形误差较大的问题,提出了采用补偿加工技术,以面形检测数据为基础,反馈修正车削加工程序,再次对红外材料光学元件进行修正加工,有效地提高了其面形精度。实验结果表明:对于某口径为30mm的ZnSe材料二次非球面元件,采用补偿加工技术后,其面形精度从PV=252.4nm和RMS=67.28nm提升到PV=58.3nm和RMS=10.62nm;对于某口径为40mm的Ge材料高次非球面元件,面形精度从PV=181.0nm和RMS=44.0nm提升到PV=60.0nm和RMS=7.35nm;这充分说明了该技术的可靠性,该技术能够有效地提高红外材料光学元件的制造精度。     

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。     

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。涵盖光学/光电研究院所、光学/光电子元器件生产企业等应用领域。开发具有独立知识产权的非     

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。涵盖光学/光电研究院所、光学/光电子元器件生产企业等应用领域。开发具有独立知识产权的非     

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。涵盖光学/光电研究院所、光学/光电子元器件生产企业等应用领域。开发具有独立知识产权的非     

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。涵盖光学/光电研究院所、光学/光电子元器件生产企业等应用领域。开发具有独立知识产权的非     

数控气囊式抛光结构设计与非球面加工工艺技术研究

非球面光学元件由于具有改善系统成像质量、提高光学性能等特点被广泛的应用于各类光电产品中,因此如何抛光加工出高精度非球面元件成为国内外学者面临的难题.对数控气囊抛光方法抛光非球面元件的工艺进行研究,分析气囊抛光的加工原理,设计气囊式抛光头的结构,并对材料去除函数进行分析.在实验过程中使用硅胶气囊与橡胶气囊对非球面元件进行抛光对比,采用轮廓仪测量非球面面型,并使用高倍放大镜检测表面质量.结果表明,利用数控气囊抛光方法可以加工出光滑的非球面表面,粗糙度为0.9nm,该方法是抛光高精密非球面光学元件的有效方法,且数控气囊抛光工艺具有可扩展性.     

球面柔性抛光机

该设备由陕西省薄膜技术与光学检测重点实验室研制开发，通过压缩气体使柔性抛光材料表面产生变形，以达到抛光模和被抛光零件密切大面积接触的目的．通过调节支撑件的摆幅、角度以及气体压力，达到非球面光学零件表面的均匀柔性（不改变原有面形）抛光．主要用于光学零件加工及超精密加工装置，特别适合非球面研磨机床磨削成形后的非球面光学零件柔性抛光加工，     

用条纹扫描剪切干涉仪测量非球面面形

研制了用于测量光学非球面面形的条纹扫描型棱镜式剪切干涉仪。介绍了该仪器的测量原理、电路和数据处理过程。还推出了二次曲面与最适球面的差值。这样,当最适球面半径与被测件孔径相比很大时不测最适球面半径也可得到被测面相对于设计值的偏差。最后给出了一个非球面面形的测量例。     

非球面部分补偿检测系统的误差分析与处理

为了实现非球面通用化、高精度检测,提出非球面部分补偿法,并进行误差分析与处理.在光学设计软件ZEMAX中对部分补偿检测系统进行系统建模并优化,分析器件姿态误差及装调精度对重构非球面面形的影响.通过对系统误差的分析,提出基于系统建模的光线追迹与误差存储相结合的系统误差处理方法,将系统误差归为由系统建模得到检测光路的误差和由误差存储得到不含检测光路的干涉仪系统的误差.通过计算机仿真及实验证明,部分补偿检测系统采用该误差处理方法去除系统误差后,可以由逆向迭代优化重构(ROR)技术重构出更精确的非球面面形.将该非球面面形与采用无像差点法得到的面形对比,结果较吻合,均方根(RMS)精度接近0.02λ(λ为波长).     

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     

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     

精密低损耗光学元件制造与检测技术

正精密低损耗光学元件制造与检测技术针对高精密光学系统中低损耗光学元件需求,实现高质量、低损耗光学元件的制造。开展中大口径非球面光学元件成套制造技术研究,兼顾加工效率和精度,实现高效精密可控制造,增强确定量抛光能力,可满足武器装备需求,打破国外垄断。     

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。     

透射非球面计算全息检测技术的研究

为了对透射型非球面镜的面形进行有效测量,提出采用计算全息干涉测量技术,用马赫-泽德干涉仪进行透射非球面镜测量,分析并推导了检测非球面用的计算全息的相位函数,并用Zernike多项式拟合计算全息,直接给出计算全息干涉图样,最后用ZEMAX光学设计软件对整个光学测量系统进行仿真分析与测试．仿真结果与实际的测量结果对比表明,用本文的方法可以对非球面透镜进行高精确度、低成本的测量．     

光学非球面最佳参考圆的确定及其应用

应用干涉法测非球面,必须测量参考球面的曲率半径才能得到非球面的面形,因此需要精密的测长机构.本文介绍一种在一维测量时,用数学方法确定非球面最佳参考圆的参数,进而由干涉图求得非球面面形或面形误差的新方法,从而可省去测长机构.所提出的微扰动阻尼牛顿迭代法求非线性最小二乘解,经实践证明,有很好的迭代效果.     

数字莫尔条纹非球面检测技术的理论研究

介绍了非球面检测的数字莫尔条纹法,根据两光栅叠加理论给出了数字莫尔条纹的数学模型,并通过三步数字相移技术得到反映被测量非球面面形特征的相位分布,最后利用三步相移算法得到非球面的面形特征,从而达到检测非球面的目的.     

超光滑超环面镜的检测

世界各国十分重视超光滑表面光学元件的加工与检测技术的研究.本文阐述了超光滑表面在诸多科技领域的应用,并结合超环面光学元件检测的实例,研究了同步辐射超光滑光学元件的检测技术,其中包括大曲率半径、面形误差和表面粗糙度的检测.