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高斯光束整形为平顶光束的非球面镜系统设计与优化

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黄冈师范学院学报 2023年第3期43卷 54-57页

作者：舒存铭唐泽斌谢玉林黄冈师范学院信息化建设办公室、教育技术服务中心湖北黄冈438000 黄冈师范学院物理与电信学院湖北黄冈438000

本文利用费米-狄拉克函数建立了平面顶部的光束模型,并对其进行了理论推导。然后,利用光学仿真软件建立高斯光束整型系统模型,利用光场的物理光学传播规律追踪光学系统,得出了光束的强度分布及特征,并分析仿真结果,该结果可为高斯光束... 详细信息

本文利用费米-狄拉克函数建立了平面顶部的光束模型,并对其进行了理论推导。然后,利用光学仿真软件建立高斯光束整型系统模型,利用光场的物理光学传播规律追踪光学系统,得出了光束的强度分布及特征,并分析仿真结果,该结果可为高斯光束整形为平顶光束的非球面镜系统奠定理论基础。

关键词：高斯光束非球面镜整形系统光学设计平顶光束

对称非球面镜的对比法独立在位测量和补偿磨削

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制造技术与机床 2019年第2期 129-134页

作者：李彬席建普任东旭赵则祥赵惠英中原工学院机电学院河南郑州451191 西安交通大学机械工程学院陕西西安710049

为提高大口径非球面镜磨削阶段的在位测量和补偿磨削精度,提出了具有独立在位测量框架的补偿磨削系统,对该系统的测量原理、测量框架和补偿方法进行了研究。首先介绍基于直线运动轴和长度计组成的测量框架以及对比法在位测量原理。以此... 详细信息

为提高大口径非球面镜磨削阶段的在位测量和补偿磨削精度,提出了具有独立在位测量框架的补偿磨削系统,对该系统的测量原理、测量框架和补偿方法进行了研究。首先介绍基于直线运动轴和长度计组成的测量框架以及对比法在位测量原理。以此测量原理为基础,介绍了具有独立在位测量框架的磨削系统,并提出了基于砂轮磨削路径的测量基准路径生成方法;采用180 mm口径K9镜片进行了在位测量,并与Taylor Hobson PGI1250进行了交叉对比测量试验,验证了所构建在位测量框架的可靠性。采用样条拟合和共轭法来生成补偿路径。通过300 mm口径熔石英材料对称非球面镜的磨削试验,进行了在位测量和补偿磨削的验证。通过补偿磨削,将面形精度由35μm提高至4μm;与Taylor Hobson PGI1250的测量结果进行了交叉对比,试验结果表明所提出的独立在位测量框架测量结果可靠,补偿磨削效果稳定可靠。

关键词：独立测量框架在位测量补偿磨削非球面镜

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基于条纹反射的非球面镜三维面形测量

光学学报 2009年第4期29卷 965-969页

作者：唐燕苏显渝刘元坤荆海龙四川大学光电子科学技术系四川成都610064

提出一种利用条纹反射原理测量非球面镜的新方法。测量过程中,利用液晶屏显示正弦条纹,由摄像机记录由待测镜面反射产生的条纹图。并将显示屏和摄像机分别沿待测镜面轴向移动。摄像机在每个移动位置上,记录下显示屏移动前后产生的两幅... 详细信息

提出一种利用条纹反射原理测量非球面镜的新方法。测量过程中,利用液晶屏显示正弦条纹,由摄像机记录由待测镜面反射产生的条纹图。并将显示屏和摄像机分别沿待测镜面轴向移动。摄像机在每个移动位置上,记录下显示屏移动前后产生的两幅条纹图。通过相移方法,得到条纹图的相位信息后,对摄像机上每个象素点,能在待测镜面上找到一个对应待测点,并在获得该待测点的梯度信息的同时,获得该点位置坐标信息。最后通过积分,恢复待测镜面的三维高度信息。该方法不需辅助反射镜与干涉仪,能更加方便灵活地测量非球面镜。并且该方法有较好的抗噪性能,在噪声较大的情况下,仍能对非球面镜进行测量。模拟及初步实验均验证了该方法的可行性。

关键词：光学测量三维面形测量条纹反射非球面镜

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非球面镜在光学读取头中的应用

激光与光电子学进展 2004年第10期41卷 6-8,5页

作者：赵春梅阮昊何慧灵赵晓峰陈丹中科院上海光学精密机械研究所上海201800 武汉大学物理科学与技术学院武汉430072

非球面镜的使用能大大简化光学系统,因此被越来越多地应用到各种光学设计中。阐述了非球面镜发展的意义及其在光盘机光学读取头中的应用,并介绍了光学读取头物镜性能的评价和制作材料。

关键词：读取光盘简化光学系统性能使用物镜非球面镜光学设计制作材料

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非球面镜超精密加工系统控制软件的研究

制造技术与机床 2004年第8期 111-114页

作者：魏丽珍郭隐彪苏秋丽龚子伟厦门大学福建厦门361005

针对非球面镜超精密加工的需要 ,设计了基于工控PC机和Windows2 0 0 0操作系统、选用VB作为开发工具及远程传输技术 ,实现非球面镜超精密加工、加工误差补偿及远程数据传输等多项功能的软件控制系统。系统采用模块化设计技术 ,可实现初... 详细信息

针对非球面镜超精密加工的需要 ,设计了基于工控PC机和Windows2 0 0 0操作系统、选用VB作为开发工具及远程传输技术 ,实现非球面镜超精密加工、加工误差补偿及远程数据传输等多项功能的软件控制系统。系统采用模块化设计技术 ,可实现初加工 ,补偿加工和精密测量之间数据的自动转化 ,满足了超精密非球面镜加工精度的要求。

关键词：非球面镜超精密加工误差补偿远程传输控制软件 Visual Basic

非球面镜超精密测量与误差分析系统设计与研究

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非球面镜超精密测量与误差分析系统设计与研究

作者：李国旗广东工业大学

学位级别：硕士

随着非球面光学元件的设计和加工技术的发展，对非球面光学元件的面形及其参数的检测提出了更高的要求。在己有高精度检测仪器的条件下，一方面要研究适合具体工件类型的新的检测方法，扩展仪器的检测范围以充分发挥检测仪器的功能;另... 详细信息

随着非球面光学元件的设计和加工技术的发展，对非球面光学元件的面形及其参数的检测提出了更高的要求。在己有高精度检测仪器的条件下，一方面要研究适合具体工件类型的新的检测方法，扩展仪器的检测范围以充分发挥检测仪器的功能;另一方面要尽可能分析并降低检测仪器的误差，以提高检测的精度。本文针对加工镜面模具形状误差小于100nm，表面粗糙度小于5nm的纳米级加工精度的检测开展研究。以非球面镜加工和检测为研究对象，在自行开发出的小型超精密加工机床SGT100硬件基础上，建立并实现了非球面光学元件在线检测系统。本文主要研究内容如下： 1)对国内外超精密加工、检测方法的概况进行分析与研究，对常用的非球面检测方法进行了叙述，对“supperMM-n”型小型非球面轮廓测量仪的系统原理、硬件结构以及关键检测元器件的结构、性能参数及原理等进行了叙述。 2)要实现高精度在线检测，检测误差模型的建立和误差参数的辨识是关键，本文分析研究了非球面轮廓仪在检测使用中的各种误差因素及校正方法，针对测量系统中存在的主要系统误差“定位误差与坐标系不重合误差”，建立了其包含测量误差的逆向求解数学模型。 3)数据处理与误差分析技术的研究。运用数字滤波技术和数理统计方法对采集的数据进行预处理;根据轮廓仪检测结果中包含测量误差的数据，提出采用基于最小二乘法的Levenberg-marquardt和DFP变尺度优化迭代方法来对误差参数进行拟合求解。之后通过坐标变化得到真实测量数据值，并与理论数据进行代数运算，得到加工误差大小与PV（Peek-valley）值。该方法也可对未知的非球面方程的进行光学参数拟合，具有很好的通用性。 4)在非球面加工、检测以及误差分析的理论基础上，开发了非球面镜超精密测量与误差分析系统。文中对系统的结构、功能、数据流进行了分析;对系统各模块的设计原理、算法原理、算法策略、算法实现都进行了深入的研究;对系统的使用和操作，做了简单的介绍。 5)最后通过对一组实测数据的分析与计算来验证系统数据处理与误差分析算法的可靠性。结果证明该系统的算法有效、收敛速度快、精度高。为非球面的补偿工或进一步检测提供了参考，达到了预期的设计目标。

关键词：非球面镜超精密测量数据采集误差分析最小二乘法

轴对称非球面镜超精密加工新方法的几何模型(英文)

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纳米技术与精密工程 2006年第4期4卷 291-295页

作者：韩成顺张龙江董国军李国董申哈尔滨工业大学机电工程学院哈尔滨150001

介绍了轴对称光学非球面镜超精密加工的新方法.超精密金刚石切削加工机床的刀具进给机构通常由直线导轨实现.由于旋转轴与同等精度的直线导轨相比,具有制造难度小、成本低及结构紧凑等优点,所以采用具有快速伺服机构的金刚石刀架摆臂代... 详细信息

介绍了轴对称光学非球面镜超精密加工的新方法.超精密金刚石切削加工机床的刀具进给机构通常由直线导轨实现.由于旋转轴与同等精度的直线导轨相比,具有制造难度小、成本低及结构紧凑等优点,所以采用具有快速伺服机构的金刚石刀架摆臂代替直线导轨进给运动方式.根据非球面方程,快速伺服机构的微进给量根据车刀摆角实时计算.快速伺服机构、工件以及金刚石刀具的同时运动,可以实现轴对称非球面的超精密加工.构建了回转进给工具路径、快速伺服机构运动以及相关的几何模型.通过计算机模拟验证了该加工方法的简便与可靠性,可以降低非球面反射镜加工的设备投入,提高生产效率.

关键词：非球面镜非球面度金刚石车削几何模型快速伺服机构

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谱域OCT技术在非球面镜面型测量中的应用

现代信息科技 2024年第9期8卷 58-61页

作者：简恩霖肖红军张芷芊杨皓桦吴南寿曾亚光佛山科学技术学院机电工程与自动化学院广东佛山528225 佛山科学技术学院物理与光电工程学院广东佛山528231

大多数光学系统都会用到光学透镜,球面镜、非球面镜在光学系统中的合理运用可使系统的成像深度更大,成像分辨率更高。同时对光学透镜的生产和检测提出了更高的技术要求。传统非球面镜检测方法一般是容易对镜面造成损坏的接触式测量以及... 详细信息

大多数光学系统都会用到光学透镜,球面镜、非球面镜在光学系统中的合理运用可使系统的成像深度更大,成像分辨率更高。同时对光学透镜的生产和检测提出了更高的技术要求。传统非球面镜检测方法一般是容易对镜面造成损坏的接触式测量以及测量时间长、检测口径有限的轮廓仪检测法。为此,文章提出一种基于谱域OCT技术的非接触式测量方法,解决了OCT在扫描高透光的非球面透镜时,透镜表面不规则散射光导致难以成像的问题,可以快速高效地对非球面透镜进行扫描成像,通过对采集到的图像数据进行面型拟合,进而计算出非球面镜的面型参数,包括非球面半径和非球面系数,为非球面镜的检测提供一种准确高效、无镜面损伤风险的技术支持。

关键词：谱域OCT 非球面镜面型检测

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非球面镜检测误差的逆向求解法

航空精密制造技术 2003年第6期39卷 26-30页

作者：张星祥任建岳中科院长春光学精密机械与物理研究所应用光学国家重点实验室长春130022

应用误差理论以及其在数据处理中的方法,根据具体的非球面加工中系统误差与随机误差的存在情况,分析影响精度的实际因素,采用误差消除的逆向求解思想,建立正确的数学模型,进行科学计算得出消除测量误差后的测量数据,正确地把握误差大小... 详细信息

应用误差理论以及其在数据处理中的方法,根据具体的非球面加工中系统误差与随机误差的存在情况,分析影响精度的实际因素,采用误差消除的逆向求解思想,建立正确的数学模型,进行科学计算得出消除测量误差后的测量数据,正确地把握误差大小的方向,可指导非球面加工的有序进行,以得到理想的非球面面形。

关键词：误差误差处理逆向求解非球面镜