柱面镜的子孔径拼接检测技术研究

发布时间：2021-07-06 21:13

　　柱面镜因其独特的线聚焦特性被广泛应用于强激光系统、扫描成像系统以及全息投影系统中。随着科学技术的不断发展,人们对柱面镜的精度及口径提出了更高的要求。对柱面镜进行精密检测时,通常需要一个与之口径相等或更大的标准柱面镜。然而,对于大口径或大孔径角柱面镜而言,正是因为它的非旋转对称特性使得高精度标准柱面镜制造困难且成本高。子孔径拼接技术采用“以小拼大”的原则,将被测面划分为数个互有重叠的子孔径进行逐一检测,之后利用算法将所有子孔径拼接得到全口径面形。现有的子孔径拼接算法不能完整的补偿柱面失调误差,并且对错位误差较为敏感。针对此,本文做了如下研究:（1）针对柱面的非旋转特性提出使用切比雪夫多项式来构建柱面拼接检测中失调误差的补偿模型。在此基础上,分析各种拼接算法的原理及优缺点,并最终选用误差均化算法来补偿失调误差。分析了圆形与矩形子孔径的适用范围,并选用矩形子孔径来完成单孔径的测量。（2）对传统错位误差补偿算法进行研究,针对他们的不足本文提出基于粒子群优化的子孔径拼接算法。并根据本文的优化目标对传统粒子群算法做出改进。据此编写子孔径拼接程序,通过三种评价参数对本文的拼接结果进行评判,结果显示本... 

【文章来源】：苏州大学江苏省

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
中文摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题的研究背景及意义
    1.2 柱面面形描述
    1.3 柱面检测方法概述
    1.4 子孔径拼接概述
        1.4.1 国外发展历史及现状
        1.4.2 国内发展历史及现状
    1.5 主要研究内容
第二章 柱面子孔径拼接检测基本原理
    2.1 柱面子孔径拼接原理概述
    2.2 基于切比雪夫多项式的柱面失调误差补偿模型
    2.3 柱面镜拼接模式分类
        2.3.1 按子孔径拼接算法分类
        2.3.2 按子孔径形状分类
    2.4 本章小结
第三章 粒子群算法在柱面子孔径拼接中的应用
    3.1 错位误差分析
        3.1.1 错位误差介绍
        3.1.2 传统的错位误差补偿方法
    3.2 基于粒子群算法补偿错位误差
        3.2.1 粒子群算法简介
        3.2.2 粒子群算法在错位误差补偿中的应用
        3.2.3 基本粒子群算法的改进
    3.3 基于粒子群优化的子孔径拼接算法流程
    3.4 子孔径拼接精度的评价参数
    3.5 模拟验证
    3.6 本章小结
第四章 子孔径拼接检测实验系统设计
    4.1 子孔径规划的数学模型
    4.2 单口径柱面检测光学系统设计
        4.2.1 光路设计流程
        4.2.2 检测光路设计
        4.2.3 校准光路设计
    4.3 CGH设计与制作
    4.4 本章小结
第五章 实验验证及误差分析
    5.1 实验装置及其调节
    5.2 拼接实验及分析
    5.3 误差分析
        5.3.1 单口径测量误差
        5.3.2 拼接误差
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 本文主要工作
    6.2 工作展望
参考文献
攻读学位期间本人公开发表的论文
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]大视场线阵推扫激光3D成像雷达光束整形[J]. 杨兴雨,苏金善,王元庆,张冰清,沈略.  光电工程. 2016(04)
[2]计算全息图在自由曲面检测中的系统设计[J]. 周文彩,许峰,韦晓孝.  光学与光电技术. 2016(01)
[3]用于柱面镜面形检测的CGH的设计与误差分析[J]. 马顺翔,王占山.  光学仪器. 2015(05)
[4]用于子孔径拼接干涉系统的机械误差补偿算法[J]. 张敏,隋永新,杨怀江.  光学精密工程. 2015(04)
[5]提取标记点中心在子孔径拼接检测中的应用[J]. 张敏,隋永新,杨怀江.  中国光学. 2014(05)
[6]高精度子孔径拼接中参考面误差的去除方法[J]. 邓万涛,汪凯巍,白剑,张金春.  红外与激光工程. 2014(04)
[7]最小二乘法拟合参数的求解分析[J]. 朱艳华.  时代教育. 2012(19)
[8]基于子孔径拼接原理检测大口径光学元件[J]. 云宇,彭勇,田小强,周文超.  强激光与粒子束. 2011(07)
[9]采用立体视觉实现子孔径拼接测量的工件定位[J]. 张鹏飞,赵宏,周翔,李进军.  光学精密工程. 2010(02)
[10]基于标记点的子孔径全局优化拼接检测法[J]. 王月珠,田义,李洪玉,鞠有伦.  光电工程. 2009(05)

博士论文
[1]子孔径拼接检测方法的研究[D]. 陈一巍.中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所) 2015
[2]圆柱度误差干涉拼接测量中的关键技术研究[D]. 彭军政.上海大学 2014
[3]补偿法检测非球面的若干关键技术研究[D]. 郭培基.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 2000

硕士论文
[1]切比雪夫多项式在圆柱面系统辅助装调中的应用研究[D]. 俞魁榜.苏州大学 2018
[2]粒子群算法在多维优化问题中的改进研究[D]. 蒋晓屾.浙江理工大学 2016
[3]计算全息法检测圆柱面研究[D]. 王玮.苏州大学 2014
[4]大口径非球面子孔径拼接测量技术研究[D]. 杨皓聿.西安工业大学 2014
[5]子孔径拼接中系统误差修正方法的研究[D]. 周游.南京理工大学 2013
[6]大功率半导体激光器阵列光束整形系统研究[D]. 上官王聘.浙江大学 2011
[7]遗传算法及其在图象拼接中的应用[D]. 王国锐.华中科技大学 2006
[8]柱面镜装校技术与绝对检验研究[D]. 傅龙华.南京理工大学 2006



本文编号：3268982