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大口径碳化硅材料凸非球面反射镜的检验

光学精密工程 2008年第12期16卷 2491-2496页

作者：薛栋林张忠玉郑立功张学军中国科学院长春光学精密机械与物理研究所光学技术研究中心吉林长春130033

为了实现某大口径碳化硅材料凸非球面反射镜检验,研究了无像差点法以及补偿检验法方案。经过比较优选,确定选用补偿检验方案并专门设计了高精度大口径非球面补偿器,设计精度为PV:0.0082λ,RMS:0.0029λ(λ=632.8nm)。采用会聚光束,使用... 详细信息

为了实现某大口径碳化硅材料凸非球面反射镜检验,研究了无像差点法以及补偿检验法方案。经过比较优选,确定选用补偿检验方案并专门设计了高精度大口径非球面补偿器,设计精度为PV:0.0082λ,RMS:0.0029λ(λ=632.8nm)。采用会聚光束,使用大口径数字干涉仪进行凸非球面正面检测,最终检测结果为0.022λ(RMS)。所述补偿器的设计方法和要求具有普遍性,设计结果也可用于同类型大口径凸非球面检验用补偿器的设计。采用该方法提高了凸非球面检测精度,并且在凸非球面镜的材料选择、结构设计、支撑方式等方面提供了更多的优化空间,为新型光学材料在凸非球面反射镜的应用奠定了基础。

关键词：凸非球面镜碳化硅反射镜零位检验补偿器设计

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改进的Hindle方法检测凸非球面的研究

红外与激光工程 2011年第2期40卷 277-281页

作者：马杰朱政中国科学院国家天文台南京天文光学技术研究所江苏南京210042 中国科学院天文光学技术重点实验室江苏南京210042 中国科学院研究生院北京100049

凸非球面,尤其是大口径快焦比凸非球面的光学检验一直是非球面加工中的难点。针对凸非球面光学元件加工检验困难的问题,研究了一种改进的Hindle方法,解决了经典的Hindle方法需要大口径辅助球面镜和存在中心遮挡等不足。利用该方法对一块... 详细信息

凸非球面,尤其是大口径快焦比凸非球面的光学检验一直是非球面加工中的难点。针对凸非球面光学元件加工检验困难的问题,研究了一种改进的Hindle方法,解决了经典的Hindle方法需要大口径辅助球面镜和存在中心遮挡等不足。利用该方法对一块Φ88 mm,焦比F/1.9的玻璃材料凸双曲面镜进行检验加工实验,对系统进行了分析优化,简化了检验光路的结构,克服了此种改进的Hindle方法检验时被检镜需要镀膜的缺陷,简化了加工工艺流程,极大地拓宽了该方法的适用范围。加工完成后经移相式数字干涉仪检测,镜面均方根(RMS)误差为0.020λ,验证了优化后方法的可行性。检验结果和对系统的进一步分析表明:经过优化后,改进的Hindle方法能够对多种凸非球面进行检验,是一种有效的高精度检验方法。

关键词：光学测量非球面检测零位检验凸非球面

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用双计算全息图检测凹非球面

光学学报 2008年第7期28卷 1313-1317页

作者：谢意陈强伍凡侯溪张晶吴高峰中国科学院光电技术研究所

为实现对凹非球面的高精度检测,提出并设计了一种二元纯相位型双计算全息图。设计的双计算全息图由主全息和对准全息两部分组成,分别用于检测非球面和精确定位主全息。介绍了双计算全息图的工作原理及其设计方法,并给出了一个检测Φ140... 详细信息

为实现对凹非球面的高精度检测,提出并设计了一种二元纯相位型双计算全息图。设计的双计算全息图由主全息和对准全息两部分组成,分别用于检测非球面和精确定位主全息。介绍了双计算全息图的工作原理及其设计方法,并给出了一个检测Φ140、F/2抛物面反射镜的双计算全息图设计实例,实验得到的均方根(RMS)误差为0.062λ。通过分析对准全息的误差,推导出主全息的条纹位置畸变误差,最后计算出其综合误差为0.06λ。为验证实验结果的可靠性,将其与平面镜自准直检测结果(ERMS=0.062λ)比较,结果二者吻合良好。

关键词：光学测量凹非球面计算全息图零位检验自准直检验

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面向制造的光学面形超精密测量技术研究进展

激光与光电子学进展 2023年第3期60卷 167-180页

作者：陈善勇薛帅熊玉朋彭小强戴一帆国防科技大学智能科学学院装备综合保障技术重点实验室湖南长沙410073 超精密加工技术湖南省重点实验室湖南长沙410073

超精密测量是光学制造的前提。高精度的光学面形测量仍然遵循零位检验原则,计算机生成全息图(CGH)是自由曲面等复杂面形零位检验所必需的补偿器。为此,面向制造过程,重点论述CGH补偿检验原理及其衍射级次的鬼像干扰、投影畸变校正、测... 详细信息

超精密测量是光学制造的前提。高精度的光学面形测量仍然遵循零位检验原则,计算机生成全息图(CGH)是自由曲面等复杂面形零位检验所必需的补偿器。为此,面向制造过程,重点论述CGH补偿检验原理及其衍射级次的鬼像干扰、投影畸变校正、测量不确定度与绝对检验问题,探讨CGH补偿检验的局限与应对方法。针对制造过程中产生的动态演变局部大误差的测量难题,论述子孔径拼接测量、自适应补偿干涉测量方法,探讨加工原位干涉测量进展。最后,从超高精度测量与溯源、混合光学零件的宏微跨尺度测量、自主可控面形测量仪器及其原位集成三个方面对光学面形测量技术发展进行展望。

关键词：测量超精密测量零位检验光学面形计量光学自由曲面计算机生成全息图

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抛物镜光学补偿器设计的结构寻优

激光与光电子学进展 2022年第13期59卷 341-345页

作者：孟文马臻沈乐中国科学院西安光学精密机械研究所先进光学元件试制中心陕西西安710119 中国科学院大学北京100049

抛物镜归一和重整化后的Offner补偿器设计可以被认为是在参数空间寻优的确定化问题。通过构建抛物镜Offner补偿器优化结构实例,获得其评价函数在参数空间的分布,得到Offner补偿器设计结果参照图谱,提出一种对补偿器设计初始结构选择和... 详细信息

抛物镜归一和重整化后的Offner补偿器设计可以被认为是在参数空间寻优的确定化问题。通过构建抛物镜Offner补偿器优化结构实例,获得其评价函数在参数空间的分布,得到Offner补偿器设计结果参照图谱,提出一种对补偿器设计初始结构选择和性能评价的方法,结果揭示了该问题可以通过数值方法得到较好解决。

关键词：光学设计与制造非球面零位检验 Offner补偿器样条插值结构评价

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共形窗口像差特性与检验方法的研究

航空科学技术 2009年第5期20卷 28-31页

作者：常军张正慧何伍斌赵楠徐况北京理工大学光电学院

新型飞行器需要满足高速度、高精度、航程远的要求,而传统半球形整流罩在高速度条件下会受到热的影响,不能很好地满足上述要求。新型的共形光学窗口可以明显降低热影响,提升飞行器的空气动力学性能。本文主要论述了共形窗口的数学特性... 详细信息

新型飞行器需要满足高速度、高精度、航程远的要求,而传统半球形整流罩在高速度条件下会受到热的影响,不能很好地满足上述要求。新型的共形光学窗口可以明显降低热影响,提升飞行器的空气动力学性能。本文主要论述了共形窗口的数学特性、像差特性,并重点介绍了一种新型零位检测方法。基于补偿法的原理,文中针对一个口径70mm的共形窗口,设计了相应的补偿器,最终设计波像差为0.0392λ(λ=632.8nm),可以满足实际需求。

关键词：共形窗口像差特性共形检测零位检验

大型光学红外望远镜拼接非球面子镜反衍补偿检测光路设计

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中国光学 2021年第5期14卷 1184-1193页

作者：王丰璞李新南徐晨黄亚中国科学院国家天文台南京天文光学技术研究所江苏南京210042 中国科学院天文光学技术重点实验室(南京天文光学技术研究所) 江苏南京210042 中国科学院大学北京100049

为了实现大口径、长焦距、批量化离轴镜面的高精度面形检验,本文提出了一种零位反衍补偿检测方案,采用计算全息和球面反射镜共同对离轴镜面法向像差进行补偿,检测光路波像差残差接近于零。检测方案为非轴对称离轴结构,设计了相应的全息... 详细信息

为了实现大口径、长焦距、批量化离轴镜面的高精度面形检验,本文提出了一种零位反衍补偿检测方案,采用计算全息和球面反射镜共同对离轴镜面法向像差进行补偿,检测光路波像差残差接近于零。检测方案为非轴对称离轴结构,设计了相应的全息对准光路,以保证检测光路装调切实可行。不同离轴量子镜检测光路参数完全一致,仅需更换相应位置计算全息片、调整待测镜空间姿态,即可实现不同类型镜面的快速批量化检验。误差分析结果表明,由补偿元件制造误差、光路失调、干涉仪面形测量重复性以及干涉仪标准球面波偏差引起的待测镜面形误差小于λ/40(RMS值,λ=632.8 nm)。

关键词：非球面测量离轴子镜零位检验计算全息反射补偿

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易测量非球面定义及应用（英文）

中国光学 2017年第2期10卷 256-266页

作者： YOUSSEF Al-Khatib MOHAMED Fawaz Mousselly MAMOUN Naim 叙利亚应用科学与技术高等学校大马士革31983

本文提出了一种新型、易于用传统光学干涉仪测量的非球面。该非球面的检测主要基于Zemax光学程序软件设计的多重配置特性。第一配置为易于测量非球面,第二配置为采用平行平面玻璃板或单透镜作为零位校正器,用于检测第一配置的非球面。... 详细信息

本文提出了一种新型、易于用传统光学干涉仪测量的非球面。该非球面的检测主要基于Zemax光学程序软件设计的多重配置特性。第一配置为易于测量非球面,第二配置为采用平行平面玻璃板或单透镜作为零位校正器,用于检测第一配置的非球面。本文通过一些实例,说明了易测量非球面检测技术的应用和优势,证实了与圆锥或普通非球面相比,易测量非球面更易于操作与检测,同时有利于减小光学像差。

关键词：易测量非球面干涉仪零位检验

基于干涉测量的Ф1.3 m非球面反射镜定心

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红外与激光工程 2020年第1期49卷 185-190页

作者：王聪陈佳夷栗孟娟王海超李斌北京空间机电研究所国防科技工业光学超精密加工技术创新中心(先进制造类)先进光学遥感技术北京市重点实验室北京100094

1.3 m凹椭球面反射镜是某遥感器光学系统的主镜,其定心精度要求苛刻。由于该反射镜口径大、顶点曲率半径长,利用定心仪法进行定心的实现难度大,精度低。通过分析非球面的两种偏心之间的补偿现象,可知激光跟踪仪接触测量定心的精度仅为0... 详细信息

1.3 m凹椭球面反射镜是某遥感器光学系统的主镜,其定心精度要求苛刻。由于该反射镜口径大、顶点曲率半径长,利用定心仪法进行定心的实现难度大,精度低。通过分析非球面的两种偏心之间的补偿现象,可知激光跟踪仪接触测量定心的精度仅为0.15°。三坐标仪接触测量定心的精度能够达到0.005°,不过其量程受限,且在光学加工时的反复搬运会造成不便。利用Offner零位补偿检验光路进行干涉法定心,干涉法将反射镜偏心转换为检测系统波前的初级像差,同样可以达到0.005°的精度。该检测方法的误差来源主要是干涉仪焦点位置误差,是系统误差,可以通过旋转反射镜进行多次定心测量的方法予以消除。完成了该反射镜的定心,其结果与三坐标仪的测量结果对比,两种偏心的最大偏差仅为0.023 mm和0.002°。实现了大口径凹非球面反射镜的原位定心测量。

关键词：光学检测定心零位检验激光跟踪仪