基于Shack-Hartmann传感器的模压阵列透镜的多像点补偿测角技术研究
发布时间：2021-03-07 14:19
本文基于Shack-Hartmann传感器测量波前斜率特性原理,改变阵列透镜与传感器间的结构形式,使其可实现光线入射角度的测量。该原理可用于平面度、直线度等诸多相对位置关系测量应用中。Shack-Hartmann传感器中的阵列透镜具有同时获得具有关联特性的多个光斑信息的优点,基于此特性,本文构造了基于阵列透镜的光线入射角度测量的理论模型,并研究了多光斑获得的位置信息误差处理与数据补偿方法。论文结合阵列透镜加工工艺,设计了六角形阵列透镜,并加工了样片用于实验。同时还分析了用于获取光斑信息的CCD器件的参数特性。本文应用GSENSE2020s型CCD获取了激光光束入射后的光斑图像,并对图像进行了处理,采用高斯滤波、迭代阈值法、线性插值法及一阶矩质心算法一系列图像处理算法,光斑质心探测分辨率达到0.1um。根据建立的数学模型和图像处理方法,本文进行了阵列透镜与CCD接收面相对角度测量实验,采用精度为0.5″的自准直仪为标准量,应用高精度转台等构建实验系统,通过多组入射角标准增量,输入阵列透镜与CCD接收面相对角度的误差补偿信息,用一次函数进行最小二乘拟合,得到系统最佳补偿量,构建了入射角度与...
【文章来源】：长春理工大学吉林省
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Shack-Hartmann传感器原理图
（a）苍蝇复眼 （b）苍蝇复眼显微结构图 1.2 苍蝇复眼来国内外许多学者对阵列透镜的优化设计与制造技术进行了深入的研透镜的制造方法主要包括单点金刚石切削加工、光刻技术、LIGA 技束、离子束、激光束）技术[9]。但这些工艺普遍受到生产效率和工艺法批量生产。随着模压技术的成熟，阵列透镜的模压成型越来越被重具施加一定的压力，可将模具表面的阵列透镜的形状复制到受热软化后经退火冷却，即可得到理想的阵列透镜。该技术可实现阵列透镜的工过程中没有材料的去除，所以大幅度减少了原材料的消耗，从而降作是制造阵列透镜最有效的方法之一，具有极高的研究与应用价值[10]基面分类，阵列透镜可以分为平面阵列透镜和曲面阵列透镜，如图 1透镜单元的孔径形状也有许多种，分为圆形孔径和异形孔径，常见的形和六边形等[11]，如图 1.4 所示。
（a）苍蝇复眼 （b）苍蝇复眼显微结图 1.2 苍蝇复眼外许多学者对阵列透镜的优化设计与制造技术进行了制造方法主要包括单点金刚石切削加工、光刻技术、离子束、激光束）技术[9]。但这些工艺普遍受到生产效量生产。随着模压技术的成熟，阵列透镜的模压成型越一定的压力，可将模具表面的阵列透镜的形状复制到火冷却，即可得到理想的阵列透镜。该技术可实现阵程中没有材料的去除，所以大幅度减少了原材料的消耗造阵列透镜最有效的方法之一，具有极高的研究与应类，阵列透镜可以分为平面阵列透镜和曲面阵列透镜元的孔径形状也有许多种，分为圆形孔径和异形孔径边形等[11]，如图 1.4 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于微透镜阵列的电子内窥镜光学系统设计[J]. 王丹艺,薛常喜,李闯,杨红芳. 光学学报. 2018(02)
[2]光学微透镜阵列模压成形研究进展与展望[J]. 周天丰,解加庆,梁志强,刘欣,刘晓华,王西彬. 中国光学. 2017(05)
[3]基于小波变换和均值滤波的图像去噪研究[J]. 赵晓雷. 信息技术. 2017(02)
[4]考虑随机量测时滞和同步相关噪声的改进高斯滤波算法[J]. 于浛,张秀杰,陈建伟,宋申民,李鹏. 控制理论与应用. 2016(02)
[5]激光波长合束精度研究[J]. 夏蕾,韩旭东,邵俊峰. 中国光学. 2014(05)
[6]哈特曼-夏克波前传感器的高精度质心探测方法[J]. 李晶,巩岩,呼新荣,李春才. 中国激光. 2014(03)
[7]一种改进的均值滤波算法[J]. 朱士虎,游春霞. 计算机应用与软件. 2013(12)
[8]一种基于Shack-Hartmann传感器的自适应波前重建算法[J]. 李战国,李邦明,李常伟,张思炯. 量子电子学报. 2013(04)
[9]仿复眼视觉系统的研究进展[J]. 邢强,戴振东,王浩. 光学仪器. 2013(03)
[10]非球面光学玻璃透镜的模压仿真研究[J]. 倪佳佳,范玉峰,陈文华. 激光与光电子学进展. 2013(03)
博士论文
[1]高精度激光合束及光轴指向控制技术研究[D]. 夏蕾.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 2017
[2]高精度人眼像差哈特曼探测器的研制[D]. 夏明亮.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2011
[3]基于Shack-Hartmann波前传感器的自适应光学系统研究[D]. 夏爱利.中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所) 2011
[4]人眼波面像差及其个性化矫正的研究[D]. 周传清.上海交通大学 2007
[5]折射型微透镜及微透镜阵列光学性质与制作技术的研究[D]. 任智斌.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2005
硕士论文
[1]基于小波变换和中值滤波的图像去噪方法研究[D]. 胡娟.成都理工大学 2017
[2]基于微透镜阵列的立体图像再现研究[D]. 李梦宇.华南理工大学 2016
[3]高质量图像获取与处理技术研究[D]. 张栩铫.中国科学院研究生院(光电技术研究所) 2016
[4]基于表面微透镜阵列的立体随角异图防伪膜制备研究[D]. 黄校军.北京印刷学院 2015
[5]SHWS检测大口径离轴非球面的应用研究[D]. 卢文川.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2012
[6]位置敏感探测器（PSD）在振镜性能测试中的应用研究[D]. 张婷婷.南京航空航天大学 2012
[7]非球面玻璃透镜模压成型应力状态及成型形状的数值模拟与仿真[D]. 霍建杰.湖南大学 2011
[8]方形平面微透镜阵列的实验研究及理论初探[D]. 张凤军.西南大学 2011
[9]基于PSD的织物引导线跟踪器研究[D]. 杨德亮.浙江大学 2010
[10]非回转对称微结构金刚石切削技术研究[D]. 潘虹.哈尔滨工业大学 2009
本文编号：3069262
【文章来源】：长春理工大学吉林省
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Shack-Hartmann传感器原理图
（a）苍蝇复眼 （b）苍蝇复眼显微结构图 1.2 苍蝇复眼来国内外许多学者对阵列透镜的优化设计与制造技术进行了深入的研透镜的制造方法主要包括单点金刚石切削加工、光刻技术、LIGA 技束、离子束、激光束）技术[9]。但这些工艺普遍受到生产效率和工艺法批量生产。随着模压技术的成熟，阵列透镜的模压成型越来越被重具施加一定的压力，可将模具表面的阵列透镜的形状复制到受热软化后经退火冷却，即可得到理想的阵列透镜。该技术可实现阵列透镜的工过程中没有材料的去除，所以大幅度减少了原材料的消耗，从而降作是制造阵列透镜最有效的方法之一，具有极高的研究与应用价值[10]基面分类，阵列透镜可以分为平面阵列透镜和曲面阵列透镜，如图 1透镜单元的孔径形状也有许多种，分为圆形孔径和异形孔径，常见的形和六边形等[11]，如图 1.4 所示。
（a）苍蝇复眼 （b）苍蝇复眼显微结图 1.2 苍蝇复眼外许多学者对阵列透镜的优化设计与制造技术进行了制造方法主要包括单点金刚石切削加工、光刻技术、离子束、激光束）技术[9]。但这些工艺普遍受到生产效量生产。随着模压技术的成熟，阵列透镜的模压成型越一定的压力，可将模具表面的阵列透镜的形状复制到火冷却，即可得到理想的阵列透镜。该技术可实现阵程中没有材料的去除，所以大幅度减少了原材料的消耗造阵列透镜最有效的方法之一，具有极高的研究与应类，阵列透镜可以分为平面阵列透镜和曲面阵列透镜元的孔径形状也有许多种，分为圆形孔径和异形孔径边形等[11]，如图 1.4 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于微透镜阵列的电子内窥镜光学系统设计[J]. 王丹艺,薛常喜,李闯,杨红芳. 光学学报. 2018(02)
[2]光学微透镜阵列模压成形研究进展与展望[J]. 周天丰,解加庆,梁志强,刘欣,刘晓华,王西彬. 中国光学. 2017(05)
[3]基于小波变换和均值滤波的图像去噪研究[J]. 赵晓雷. 信息技术. 2017(02)
[4]考虑随机量测时滞和同步相关噪声的改进高斯滤波算法[J]. 于浛,张秀杰,陈建伟,宋申民,李鹏. 控制理论与应用. 2016(02)
[5]激光波长合束精度研究[J]. 夏蕾,韩旭东,邵俊峰. 中国光学. 2014(05)
[6]哈特曼-夏克波前传感器的高精度质心探测方法[J]. 李晶,巩岩,呼新荣,李春才. 中国激光. 2014(03)
[7]一种改进的均值滤波算法[J]. 朱士虎,游春霞. 计算机应用与软件. 2013(12)
[8]一种基于Shack-Hartmann传感器的自适应波前重建算法[J]. 李战国,李邦明,李常伟,张思炯. 量子电子学报. 2013(04)
[9]仿复眼视觉系统的研究进展[J]. 邢强,戴振东,王浩. 光学仪器. 2013(03)
[10]非球面光学玻璃透镜的模压仿真研究[J]. 倪佳佳,范玉峰,陈文华. 激光与光电子学进展. 2013(03)
博士论文
[1]高精度激光合束及光轴指向控制技术研究[D]. 夏蕾.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 2017
[2]高精度人眼像差哈特曼探测器的研制[D]. 夏明亮.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2011
[3]基于Shack-Hartmann波前传感器的自适应光学系统研究[D]. 夏爱利.中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所) 2011
[4]人眼波面像差及其个性化矫正的研究[D]. 周传清.上海交通大学 2007
[5]折射型微透镜及微透镜阵列光学性质与制作技术的研究[D]. 任智斌.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2005
硕士论文
[1]基于小波变换和中值滤波的图像去噪方法研究[D]. 胡娟.成都理工大学 2017
[2]基于微透镜阵列的立体图像再现研究[D]. 李梦宇.华南理工大学 2016
[3]高质量图像获取与处理技术研究[D]. 张栩铫.中国科学院研究生院(光电技术研究所) 2016
[4]基于表面微透镜阵列的立体随角异图防伪膜制备研究[D]. 黄校军.北京印刷学院 2015
[5]SHWS检测大口径离轴非球面的应用研究[D]. 卢文川.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2012
[6]位置敏感探测器（PSD）在振镜性能测试中的应用研究[D]. 张婷婷.南京航空航天大学 2012
[7]非球面玻璃透镜模压成型应力状态及成型形状的数值模拟与仿真[D]. 霍建杰.湖南大学 2011
[8]方形平面微透镜阵列的实验研究及理论初探[D]. 张凤军.西南大学 2011
[9]基于PSD的织物引导线跟踪器研究[D]. 杨德亮.浙江大学 2010
[10]非回转对称微结构金刚石切削技术研究[D]. 潘虹.哈尔滨工业大学 2009
本文编号：3069262
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