基于Talbot-Moiré效应的长焦距测量系统的研究(3)
时间:2018-09-13 15:10 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
核聚变是靠燃烧天然气使氢的同位素氘和氚产生反应或是用种子撞击锂原子产生氚，再通过燃烧氘和氚使其产生化学反应。利用强激光或是粒子束等这些指向性强的可以驱动核聚变的能量，将其聚焦到靶球上，由于表面高温离子向外膨胀的反作用力将靶球压缩成高密度、高温的离子体，即内爆。 激光可控制核聚变是产生核能的有效途径之一，它的主要原料是氢的同位素氘，在海水的重水之中广泛的含有这种原料，据一些勘测数据表明，每升海水中就含有0.03克氘，利用这些氘产生聚变时产生的能量相当于燃烧300升汽油释放的能量。海水的总体积为13.7亿立方公里，其中含有几亿亿公斤的氘，那么用这些氘进行核聚变所释放的能量够人们消耗几百亿年，这样通过激光核聚变产生清洁安全的能源可实现供人们长久的使用，对各国国防安全建设也有巨大影响，所以对激光核聚变的研究已成为各国不惜重金研究的重要内容。然而在这项研究内容中，大口径长焦距光学元件有着不可忽视的重要地位，所以对其各项参数的测量精度都要有高度要求，而焦距作为光学元件的重要参数之一，将直接影响整个光学器件的成像的各项指标[1]，所以对其精度要求更是严格。 在天文学研究中，大口径长焦距的光学元件有着广泛的应用，天文光学系统、空中遥感相机等都广泛的使用长焦距光学透镜[2]。1990年发射升空的哈勃望远镜，从太空传回来的图像存在严重缺陷，经检验后发现是由于主镜的微小面型误差导致引起的球面像差，为重新修理这个误差付出了高达2.5亿美元[3]。我国的神光Ⅲ中的光学元件用于空间滤波和聚焦的长焦距系统就有上千件，而这些口径大、焦距长的元件由于容易受到外界空气扰动的影响，焦点的定位控制是难点[5]，为了提高这些光学元件的成像质量，必须研究出能高精度测量长焦距的系统。 本课题研究的泰伯莫尔干涉条纹测量长焦距的方法相对传统焦距测量方法有几点优势：（1）结构简单，装置成本低；（2）测量精度高，并且不易受空气扰动影响；（3）被测焦距范围广，适宜长焦距测量；基于以上背景和优势，本文通过模拟分析提取莫尔条纹倾角来高精度测量长焦距。 1.2 国内外发展现状及趋势 1.3 论文的主要研究内容 本论文意在研究大口径、长焦距光学元件焦距的测量，在泰伯莫尔效应测量长焦距的基础上进行深入的研究和探讨，进一步提高测量精度，设计出一台可测光学口径为 ，测量范围是5-80m的长焦距测量仪，主要内容为： （1）分析研究传统焦距测量方法的优缺点，各自的适用条件和焦距的测量范围，以及进一步分析和优化现有的长焦距测量方法。 （2）进一步探究泰伯效应和莫尔条纹技术的长焦距测量技术原理，分析推导和优化了长焦距测量计算的公式。 （3）从测量误差和莫尔条纹质量两方面分析各项参数对系统测量结果的影响，构建数据分析模型，得出系统测量的最佳参数。 （4）用确定的参数模拟整个测量光路，分析测量不同焦距情况下的倾角测量灵敏度。 2 焦距测量原理分析与对比 由于科学技术的相互渗透，现代光学仪器已经演变成光、机、电的装置，而所有光学仪器必不可缺少的光学元件就是透镜，不仅用于目视成像系统，而且在光电、电视摄像、遥感等诸多领域中广泛使用，要保证光学仪器的精度，最重要的就是能够精确掌握组成元件中透镜的成像特点，掌握分析和调节光路的能力，能够利于正确的使用光学仪器；而透镜最重要的参数就是焦距，所以焦距的精确测量是十分重要的，现阶段已经有好多测量焦距的方法，下面就集中几种比较常用的测量方法进行分析。 (责任编辑：qin) |