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基于空间光调制器的复杂曲面补偿检测研究

基于空间光调制器的复杂曲面补偿检测研究

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作者：丁思源西安工业大学

学位级别：硕士

复杂曲面比球面具有更多的优化参数,一块复杂曲面能够校正多片球面所能校正的像差,使光学系统结构得到简化。目前复杂曲面的加工工艺逐渐发展成熟,复杂曲面面形检测技术已成为制约复杂曲面应用的主要因素。干涉补偿检测是一种常用的复... 详细信息

复杂曲面比球面具有更多的优化参数,一块复杂曲面能够校正多片球面所能校正的像差,使光学系统结构得到简化。目前复杂曲面的加工工艺逐渐发展成熟,复杂曲面面形检测技术已成为制约复杂曲面应用的主要因素。干涉补偿检测是一种常用的复杂曲面检测方法,传统干涉补偿检测使用计算全息图(Computer Generated Hologram,CGH)补偿检测复杂曲面,但检测不同复杂曲面时,必须设计相匹配的计算全息图进行一对一的干涉补偿检测。空间光调制器(Spatial Light Modulator,SLM)具有补偿能力可调的特性,能够通过编程控制使干涉仪发出的球面波转换为与被测非球面面型相匹配的非球面波。实现一种补偿器对不同复杂曲面可编程的干涉补偿检测,对降低检测成本,提高检测效率具有重要的理论意义和实际工程应用价值。本研究以非球面的法线像差与零位补偿检测原理为理论基础,结合空间光调制器基于液晶双折射进行相位调制的原理和可实时编程的特性,设计了一种基于空间光调制器的补偿检测系统。该系统实现了一种可编程补偿器,可用于补偿检测不同复杂面型的“一对多”补偿检测技术。首先设计了基于空间光调制器的计算全息图的相位编码方法,使空间光调制器能够通过灰度图控制补偿相位;通过在位检测测量空间光调制器的固有波前误差;采用干涉测量法对空间光调制器的相位调制能力进行验证。提出了一种利用空间光调制器实现相位调制,作为可编程计算全息图参与零位补偿检测的方法。其次提出了一种基于空间光调制器的复杂曲面可编程补偿检测方法,搭建了基于空间光调制器的复杂曲面可编程补偿的检测系统。通过对比实验对检测系统的精度进行验证,针对一个偏离量为29λ的抛物面,通过与抛物面的无像差点检测方法进行互检,通过对比两种检测方法的检测结果,通过实验验证了设计的检测方法的准确性。最后针对较大偏离量复杂曲面提出了一种折衍混合补偿检测系统,基于折衍混合补偿检测的检测原理设计检测光路,通过改变部分补偿透镜的位置和空间光调制器可编程的补偿相位实现较大范围内的可变补偿检测;搭建折衍混合补偿检测系统,通过检测一个偏离量为80λ的复杂曲面验证了折衍混合补偿检测系统的检测能力。

关键词：复杂光学曲面干涉检测非球面检测空间光调制器可编程补偿

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