检索结果-南通市图书馆

KrF深紫外光刻投影物镜光机热集成分析与优化

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光学学报 2024年第7期44卷 139-149页

作者：韩星江伦李延伟李骏驰长春理工大学光电工程学院吉林长春130022 长春理工大学空间光电技术国家地方联合工程中心吉林长春130022 季华实验室广东佛山528200

提出了一种融合新型支撑方式与灵敏度分析的光机热集成分析与优化方法,用于设计超高精度深紫外光刻投影物镜系统。首先,采用轴向多点与周向三点胶接支撑相结合的新型支撑方式,实现了212.51 mm口径光学元件的超高精度定位要求。其次,通... 详细信息

提出了一种融合新型支撑方式与灵敏度分析的光机热集成分析与优化方法,用于设计超高精度深紫外光刻投影物镜系统。首先,采用轴向多点与周向三点胶接支撑相结合的新型支撑方式,实现了212.51 mm口径光学元件的超高精度定位要求。其次,通过对光学元件进行热力耦合分析,验证了光机系统的合理性。然后,在光机热集成分析条件下,分析了单个光学元件的灵敏度,以及全部光学元件表面变形对整体光学系统波像差均方根值和校准F-tanθ(F为焦距,θ为物方视场角)畸变的影响。最后,通过调整部分光学元件的灵敏度进行局部优化,并对整体光学系统的像质进行优化。结果表明:在热力耦合条件(参考温度为22.5℃、极限工作温度为±2.5℃、重力)下,光学元件的最大表面面型均方根(RMS)值为9.86 nm,能够满足超高精度定位要求。在光机热集成分析条件下(参考温度为22.5℃、极限工作温度为±2℃、重力),优化后光学系统的波像差RMS值小于10.50 nm,校准F-tanθ畸变小于6.00 nm,相较于优化前,波像差RMS提升了46.98%,校准F-tanθ畸变提升了77.69%,达到了设计要求。

关键词：光学设计结构设计光机热集成分析 zernike多项式有限元分析

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融合光学椭率判据的自由曲面望远镜设计方法

光子学报 2024年第3期53卷 74-90页

作者：黄静许宁晏邹宇通乔文佑伦旭磊孔梅梅陆辰熙高志山袁群南京理工大学电子工程与光电技术学院南京210094 南京邮电大学电子与光学工程学院、柔性电子(未来技术)学院南京210023

光学椭率是联系天文望远镜光学设计与暗物质探测科学目标的一项核心性能指标,然而目前还没有将椭率作为指标融入光学系统优化设计过程的完整方法。提出了一种融合光学椭率判据的自由曲面望远镜光学设计方法,依据椭率与彗差、像散等非旋... 详细信息

光学椭率是联系天文望远镜光学设计与暗物质探测科学目标的一项核心性能指标,然而目前还没有将椭率作为指标融入光学系统优化设计过程的完整方法。提出了一种融合光学椭率判据的自由曲面望远镜光学设计方法,依据椭率与彗差、像散等非旋转对称像差的关系,提出了椭率关联性较强的像差分量优先校正原则,开拓了主要离轴像差校正后通过MZDDE在评价函数中融入椭率判据的设计思想,结合离轴三反系统中像差节点与椭率节点在优化过程中的演变规律,建立了自由曲面面型zernike项的优化策略。据此设计了离轴三反自由曲面天文望远镜,系统有效焦距为600 mm,口径为200 mm,视场为4°×4°。通过波像差和椭率的联合优化,成像像质及光学椭率得到了同步有效控制,波像差近衍射极限,椭率最大值为0.030 3,平均值为0.015 6。与从低阶项到高阶项的传统像差校正优化方法相比,该方法采用相对较小的自由曲面偏差,设计的自由曲面望远镜成像质量和椭率性能得到了同步控制,充分发挥了自由曲面的效能,设计效率优势明显。

关键词：光学设计自由曲面光学椭率节点像差 zernike多项式

利用zernike多项式的LiDAR点云和光学影像配准方法

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测绘科学 2022年第10期47卷 124-131页

作者：金利强黄桦刘微微浙江省测绘科学技术研究院杭州311100

针对激光雷达(LiDAR)点云与光学图像配准时提取的可用特征少的问题,该文提出了一种利用zernike多项式的LiDAR点云与光学图像配准的方法。该方法能够在LiDAR点云数据和光学图像的基础上,同时提取zernike多项式特征,用zernike多项式特征... 详细信息

针对激光雷达(LiDAR)点云与光学图像配准时提取的可用特征少的问题,该文提出了一种利用zernike多项式的LiDAR点云与光学图像配准的方法。该方法能够在LiDAR点云数据和光学图像的基础上,同时提取zernike多项式特征,用zernike多项式特征构造配准描述子,实现LiDAR与光学图像的精确配准。实验结果表明,该文提出的配准方法能在多维度上对特征点进行表征,更突出目标特征,拟合精度更高,在几何角点多的场景中提高了LiDAR点云与光学图像的配准精度。

关键词：多源图像配准配准描述子 zernike多项式 LiDAR 点云

基于zernike多项式的自适应包裹卡尔曼相位解缠

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电子测量与仪器学报 2023年第11期37卷 197-204页

作者：赖欣贾英杰西南石油大学机电工程学院成都610500 四川大学电子信息学院成都610065

为了在噪声干扰下准确提取干涉图中的相位信息,提出了一种基于zernike多项式拟合的自适应包裹卡尔曼滤波相位解缠算法。该方法将相位图建模为zernike多项式的线性拟合,采用相位图二次差分加权策略的包裹卡尔曼滤波器准确计算拟合系数,... 详细信息

为了在噪声干扰下准确提取干涉图中的相位信息,提出了一种基于zernike多项式拟合的自适应包裹卡尔曼滤波相位解缠算法。该方法将相位图建模为zernike多项式的线性拟合,采用相位图二次差分加权策略的包裹卡尔曼滤波器准确计算拟合系数,利用预测值和量测值的新息自适应地调整量测噪声协方差矩阵且无需根据干涉图设置不同的观测噪声。实验仿真和实测结果表明,所提方法能够有效地处理干涉条纹中的噪声,并能准确地恢复出相位信息,对于受噪声干扰的干涉图的相位解缠性能优于最小二乘算法和Kalman算法,具有鲁棒性好、无需预滤波和人工干预的优点。

关键词：相位解缠包裹卡尔曼滤波算法 zernike多项式自适应

基于zernike多项式的渐进多焦点眼镜片设计与优化

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基于Zernike多项式的渐进多焦点眼镜片设计与优化

作者：张慧星苏州科技大学

学位级别：硕士

随着人口老龄化程度不断加深,老视眼患者越来越多。传统的单光老花镜只能矫正老视患者某一距离的视力,其日常生活仍然极为不便。渐进多焦点眼镜片具有连续变化的光焦度,能够使任意距离的物体清晰成像在视网膜上,已成为矫正老视眼的最佳... 详细信息

随着人口老龄化程度不断加深,老视眼患者越来越多。传统的单光老花镜只能矫正老视患者某一距离的视力,其日常生活仍然极为不便。渐进多焦点眼镜片具有连续变化的光焦度,能够使任意距离的物体清晰成像在视网膜上,已成为矫正老视眼的最佳选择。影响渐进多焦点眼镜片光学性能的因素很多,包括初始设计过程中的子午线设计,轮廓线的选择以及设计完成后的优化方法等等。本文提出一种新型的子午线设计方法设计渐进多焦点眼镜片,研究采用自由曲面重构镜片面型并进行优化,该子午线设计方法和自由曲面优化方法能兼顾镜片的各个视觉区的性能表现。论文具体内容如下:首先,论述老视眼的形成原理和矫正方法,介绍渐进多焦点眼镜片的历史和研究现状,从设计结构和佩戴人群对渐进多焦点眼镜片进行分类,阐述本文的研究意义及研究内容。其次,对渐进多焦点眼镜片的结构和功能作简单概述,介绍渐进多焦点眼镜片的设计分类,详细介绍目前常用的设计方法,包括Maitenaz方法、Steele方法以及Winthrop方法,并对目前的设计方法存在的一些问题进行分析,引入渐进多焦点眼镜片的评价方法和设计原则。然后,提出一种基于高阶多项式双向拟合子午线的设计方法,根据此方法分别设计适合视远为主、视近为主和中间距离为主的镜片,并对设计的镜片进行加工和检测,设计结果和加工检测结果均表明高阶多项式双向拟合子午线的设计的镜片满足佩戴者的需求,满足个性化要求。最后,采用zernike多项式对初始设计的镜片通过最小二乘法进行曲面重构,得到多项式系数,分析并选择合适的多项式系数进行优化。优化实例结果表明,在保证镜片渐进通道宽度不变的前提下,与未经优化的初始设计相比,优化后的镜片视远区像散小于0.50 D(屈光度)的位置下降了6.50 mm,视近区像散小于0.50 D的宽度增加了3.60 mm,因此,视远区和视近区清晰视觉区范围均增大。对优化前后的镜片进行加工并检测,检测结果与设计结果一致。优化后的渐进多焦点眼镜片在各个视觉区性能表现俱佳。

关键词：渐进多焦点眼镜片子午线双向拟合 zernike多项式曲面重构

zernike多项式拟合曲面中拟合精度与采样点数目研究

同方学位论文库评论

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同方学位论文库

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应用光学 2010年第6期31卷 943-949页

作者：谢苏隆中国空间技术研究院西安分院人力资源部陕西西安710000

为了研究采样点数目对由zernike多项式所拟合的曲面的拟合精度的影响,采用不完全归纳法,取得了采样点与拟合精度之间的数据关系。结果表明:不同的测试函数遵循相同的规律,即采样点数目达到一定数目后,拟合精度随采样点的变化很小。并且... 详细信息

为了研究采样点数目对由zernike多项式所拟合的曲面的拟合精度的影响,采用不完全归纳法,取得了采样点与拟合精度之间的数据关系。结果表明:不同的测试函数遵循相同的规律,即采样点数目达到一定数目后,拟合精度随采样点的变化很小。并且,通过计算得到了在较高拟合精度时,采样点数目与zernike多项式的项数之间的变化规律,实际例子证明了该变化规律的正确性,其对于zernike多项式拟合曲面具有很好的指导意义。

关键词：采样点 zernike多项式曲面拟合不完全归纳法

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利用zernike多项式分析超薄镜热变形

光学精密工程 2007年第2期15卷 173-179页

作者：解滨肖志宏余景池苏州大学江苏省现代光学技术重点实验室江苏苏州215006

利用圆域上正交基-zernike多项式拟合镜面温度场,将温度场转化为较有意义的模式,采用有限元方法进行了热变形的计算,其中针对空间大口径超薄镜面建立镜面模型,且暂不考虑重力,另外因超薄镜厚度很小,也不考虑轴向温度梯度的影响。通过计... 详细信息

利用圆域上正交基-zernike多项式拟合镜面温度场,将温度场转化为较有意义的模式,采用有限元方法进行了热变形的计算,其中针对空间大口径超薄镜面建立镜面模型,且暂不考虑重力,另外因超薄镜厚度很小,也不考虑轴向温度梯度的影响。通过计算利用zernike多项式得到温度场产生的热变形,得到了不同温度模式产生的不同像差形式:即对于不同的温度场模式—温度整体变化(平移),一端凉且一端热(倾斜),中心与边缘温度不同(离焦热模式),以及像散热模式,彗差热模式,球差热模式导致的热变形分别主要表现为像差离焦,倾斜,离焦,倾斜,倾斜,球差。不同热模式在相同温差下产生的变形有数量级的差别,能够产生较大变形量的温度模式有离焦,彗差和球差,这意味着超薄镜对这些温度场比较敏感。计算和总结表明,利用zernike多项式分解温度场,可以对热变形规律进行有效的分析,解决了镜面温度分布随时间变化使得热分析较为不准确的困难。

关键词：热变形 zernike多项式超薄镜有限元法

高斯激光束在Fraunhofer圆孔衍射成像中的球差

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吉林大学学报（理学版） 2024年第1期62卷 141-146页

作者：夏雄平张凯韦贵妹田恺婧桂林理工大学物理与电子信息工程学院广西桂林541004

基于标量衍射理论,利用zernike多项式法构建像差函数,并将其应用到ZEMAX中,研究高斯型激光束在透镜与圆孔距离较大时的Fraunhofer圆孔衍射成像中的球差.实验和理论模拟结果表明,透镜及圆孔和透镜距离对产生球差的影响较大,当选择优化的... 详细信息

基于标量衍射理论,利用zernike多项式法构建像差函数,并将其应用到ZEMAX中,研究高斯型激光束在透镜与圆孔距离较大时的Fraunhofer圆孔衍射成像中的球差.实验和理论模拟结果表明,透镜及圆孔和透镜距离对产生球差的影响较大,当选择优化的非球面透镜、较高折射率的透镜材料和小视场时,可有效降低由圆孔和透镜距离较大而产生的球差,从而有效提升衍射成像质量.

关键词： Fraunhofer圆孔衍射球差高斯激光束 zernike多项式

基于zernike多项式的逆哈特曼面形检测系统结构几何误差校正

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仪器仪表学报 2018年第8期39卷 178-184页

作者：龚志东王道档王朝孔明刘维中国计量大学计量测试工程学院

光学偏折术为光学曲面提供了一种非接触式的高精度全孔径面形检测方式。在基于逆哈特曼检测系统的条纹投影偏折术中,系统结构参数的标定精度会极大地影响最终面形检测精度,尤其是对于自由曲面的检测。通过细化分析结构几何误差因素来源... 详细信息

光学偏折术为光学曲面提供了一种非接触式的高精度全孔径面形检测方式。在基于逆哈特曼检测系统的条纹投影偏折术中,系统结构参数的标定精度会极大地影响最终面形检测精度,尤其是对于自由曲面的检测。通过细化分析结构几何误差因素来源,建立各结构几何误差因素与波前像差的对应关系,并提出了一种通用的基于zernike多项式的高精度系统结构几何误差校正方法。实验结果表明,利用所提出的结构几何误差校正方法可实现纳米量级面形检测精度。同时,所提出的校正方法可有效消除检测系统结构参数标定误差,继而可作为各种曲面、尤其是复杂自由曲面高精度检测中系统结构几何误差的通用性校正方法。

关键词：逆哈特曼检测自由曲面结构几何误差校正 zernike多项式