大口径高次非球面补偿检测方法的研究

发布时间：2023-10-11 23:04

　　大口径光学系统具有更高的成像分辨率,更强的集光能力,因此在天文望远镜、空间成像系统等有着很多应用。随着光学加工技术不断进步,光学系统设计有更高的指标要求,大口径非球面光学元件在光学系统中的应用也越来越多。大口径非球面光学元件对光学系统视场的扩大、系统重量的轻化、像差的校正、成像质量的提高、空间的压缩有着不可替代的作用,对光学系统整体性能的提高有很大优势。在实际生产中,大口径高次非球面加工困难,原因之一是受检测方法的制约。本论文以高次非球面补偿检测方法为研究内容,提出了高次非球面的零位补偿检测方法。结合某光学系统中的两个高次非球面反射镜的检测,其中主镜口径900mm,三镜口径370mm。本文根据几何像差和波像差之间的联系,推导出了高次非球面的三级像差理论公式。结合高次非球面的面形公式,推导高次非球面的法线像差以及讨论了相关性质。基于高次非球面的三级像差理论,推导高次非球面补偿检测系统的初始结构公式。结合理论推导的初始结构公式,分别对主镜、三镜设计了基于平行光的补偿检测系统和基于球面波的补偿检测系统,并对其两种系统对比,最终选择基于球面波的补偿检测系统。对球面波补偿检测系统分析,得到设计合...

【文章页数】：108 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
光学符号规则
第一章 绪论
    1.1 研究意义与背景
    1.2 国内外检测方法的研究现状
        1.2.1 直接轮廓法的现状
        1.2.2 几何光线法的现状
        1.2.3 干涉法检测法的现状
    1.3 论文的主要内容结构
第二章 像差理论
    2.1 几何像差
    2.2 波像差
        2.2.1 理想光学系统
        2.2.2 角、轴向、横向波像差
        2.2.3 波像差的赛德尔表达式
        2.2.4 波像差的泽尼克多项式
    2.3 公差分析与像质评价
        2.3.1 光学系统的误差来源
        2.3.2 像质评价
    2.4 本章小结
第三章 高次非球面的性质及零位补偿检测
    3.1 高次非球面的数学表达式
    3.2 高次非球面的三级像差
    3.3 与高次非球面法线相关的量
        3.3.1 法线像差
        3.3.2 法线角
    3.4 高次非球面的非球面度
    3.5 高次非球面的加工
    3.6 高次非球面的零位补偿检测法
    3.7 本章小结
第四章 φ900mm主镜检测
    4.1 主镜参数及相关量
    4.2 主镜补偿系统设计
        4.2.1 计算平面波补偿系统
        4.2.2 计算球面波补偿系统
        4.2.3 主镜补偿检测系统分析
    4.3 主镜面形实测和装调
        4.3.1 主镜补偿器定心装调
        4.3.2 主镜的装配
        4.3.3 主镜水平光路面形检测
        4.3.4 主镜在光学系统的装调
    4.4 本章总结
第五章 φ370mm三镜检测
    5.1 三镜参数及相关量
    5.2 三镜补偿系统设计
        5.2.1 计算平面波补偿系统
        5.2.2 计算球面波补偿系统
        5.2.3 三镜补偿系统公差分析
    5.3 三镜面形实测和装调
        5.3.1 三镜面形检测
        5.3.2 主镜与三镜在光学系统的联调
    5.4 本章总结
第六章 总结与展望
    6.1 论文工作总结
    6.2 不足与展望
参考文献
攻读硕士期间的学术活动及成果情况



本文编号：3852964