大曲率半径光学元件的测量及误差分析

发布时间：2017-07-18 11:13

  本文关键词：大曲率半径光学元件的测量及误差分析

  更多相关文章： 大曲率半径光学元件 激光干涉仪 绝对测量 干涉测量 干涉图校准

【摘要】：本文研究了一种新的菲索干涉仪测量大曲率半径光学元件的方法,该方法使用标准平面镜作为参考镜对样品的表面形貌及相关参数进行测量并做误差分析。实验及分析表明,该方法能有效解决大曲率半径光学元件测量中参考镜加工难度大、测量所需空间长、测量精确度不高等传统测量方法带来的问题,是一种有效的非接触、高精度、纳米级大曲率半径光学元件形貌测量方法,具有很高的实用性。在该方法中,先通过菲索干涉测量得到大曲率光学元件的表面形貌,再通过绝对测量法得到参考平面镜表面的绝对形貌,最后对这两个形貌进行处理,得到大曲率半径光学元件表面的绝对面形及相关PV值、RMS值。由于商用干涉仪配套软件不能满足测量分析需求,我们采取商业软件与自编程序相结合的方法,对干涉图进行采集、解包裹、泽尼克多项式分解及重新拟合等操作,并最终以图像与数值相结合的方式表达了最终的测量计算结果。本文除了对大曲率半径光学元件的表面面形进行测量,还对测量过程中的种种误差进行分析,其中包括干涉图校准误差、绝对测量误差、激光干涉仪误差等。通过计算、模拟及相关实验,我们知道其中干涉图校准误差和参考镜的绝对测量误差在大曲率半径光学元件的测量误差中起主要作用。
【关键词】：大曲率半径光学元件 激光干涉仪 绝对测量 干涉测量 干涉图校准
【学位授予单位】：苏州科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH744.3
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-10
• 第一章 绪论10-14
• 1.1 研究的背景和意义10-11
• 1.2 大曲率半径光学元件测量的现状和趋势11-12
• 1.3 本文的内容安排及主要创新点12-14
• 1.3.1 主要研究内容12-13
• 1.3.2 主要创新点13-14
• 第二章 大曲率半径光学元件的测量原理及实验14-25
• 2.1 干涉测量的基本概念14-17
• 2.2 干涉测量的基本方法17-19
• 2.3 改进的大曲率半径光学元件测量方法19-20
• 2.4 被测样品参数要求20-21
• 2.5 测量过程及结果21-24
• 2.6 本章小结24-25
• 第三章 参考镜的绝对测量25-35
• 3.1 绝对测量及其一般方法25-28
• 3.1.1 绝对测量的方法25-28
• 3.2 随机测量均值法基本原理及实验28-34
• 3.2.1 随机测量均值法的基本原理28-30
• 3.2.2 实验仪器及光学元件30-32
• 3.2.3 随机测量均值法实验步骤32-33
• 3.2.4 随机测量均值法的测量结果及分析33-34
• 3.3 本章小结34-35
• 第4章 干涉图的校准35-52
• 4.1 干涉图的校准及其一般方法35-36
• 4.2 一种新的干涉图校准方法36-49
• 4.2.1 干涉图的预处理36-45
• 4.2.2 标准件边缘的初步定位45-47
• 4.2.3 标准件边缘的精确定位47-49
• 4.3 干涉图校准的结果及分析49-51
• 4.3.1 干涉图校准结果49-50
• 4.3.2 干涉图校准的精度及耗时分析50-51
• 4.4 本章小结51-52
• 第5章 大曲率半径光学元件测量的误差分析52-64
• 5.1 大曲率半径光学元件测量的误差来源52
• 5.2 各误差源对测量结果的影响52-63
• 5.2.1 绝对测量误差52-53
• 5.2.2 干涉图校准误差53-56
• 5.2.3 激光干涉仪误差56-63
• 5.3 本章小结63-64
• 总结与展望64-65
• 参考文献65-68
• 图表目录68-72
• 致谢72-73
• 附录73-74
• 作者简历74

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本文编号：557420