ZEMAX瑞奇-康芒法的大口径平面面形检测方法研究(2)_毕业论文

毕业论文移动版

毕业论文 > 物理论文 >

ZEMAX瑞奇-康芒法的大口径平面面形检测方法研究(2)

一般来说,口径大于300mm的光学元件被我们称为大口径光学元件。相比于小口径的光学元件,大口径光学元件有诸多其没有的优势:克服衍射效应、提高光学系统的分辨率、焦斑锐度、像的亮度和照度……因其诸多优势,天文学、强激光与军事领域对大口径光学元件的应用程度很高。例:“神光”计划需要大量高精度的250×350mm反射镜[1]、大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜[2](简称LAMOST)项目为了拼接6m的望远镜主镜,需要多面对角线尺寸为1。1m的六角形反射镜。这些光学系统对精度的要求很高,一个小小的误差就很可能导致完全不同的结果,因此为了保证其综合质量,对大口径光学元件进行面型精度的检测是必要的。因此,与大口径的光学元件精度相匹配的检验方法[3]的发展对于提高光学系统的性能来说,意义非凡。

本文研究的是大口径平面镜的检测方法。平面镜是光学元件的重要组成部分,在光学系统和工程仪器中常常是不可分离的一环。其常常被作为基础光学和几何的测试对象,特别是在光学干涉计量领域,平面波像差标准是其它各种测试的基础,所以,得到高精度的标准平面是至关重要的。大口径平面镜在加工过程之中,因地球引力的影响,平面镜处于不同的倾角状态,面形也会有所不同,其次,机械对平面镜的支撑对于面形的影响也是比较大的。所以,研究如何对大口径平面镜的面形进行高精度的测量有着重要的实际意义。

瑞奇-康芒法是检测大口径平面的传统方法之一,在早期,瑞奇-康芒只能利用刀口仪做定性检测。随着激光数字干涉仪的出现,使得对采集的数据做相应的处理成为可能[4]。瑞奇-康芒法作为在大口径平面镜检测中一种常用的检测方法,检测方法直观、易于实现,且具有较好的稳定性[5]。

1。2。  大口径光学平面检测的研究现状

1。3。  任务来源

本论文任务来源为电子工程与光电技术学院研究员陈磊制定的本科生毕业论文课题,基于开题过程中通过文献的查找、阅读,本人对目前大口径平面镜检测的研究现状有了一定了解,认为本课题对大口径光学平面的加工有着非凡的意义,值得深入研究。文献综述

1。4。  本文的主要研究内容

本论文的主要研究内容是用瑞奇-康芒法检测大口径平面镜面形的精度,以下为本论文的主要研究工作:

(1)了解国内大口径平面镜检测现状;

(2)掌握瑞奇-康芒法的基本原理;

(3)使用ZEMAX软件构建瑞奇-康芒法检测系统的仿真模型,分析瑞奇角和待测平面镜表面矢高对检测精度的影响;

2。  瑞奇-康芒法的基本检测原理研究

    瑞奇-康芒法:利用精度非常高的标准球面镜来检验大口径平面镜面形精度的一种检测方法。其首先由康芒于1888年提出,之后瑞奇把这种方法应用到望远镜的标准平面制造、检验过程中。这么多年来,瑞奇-康芒法被频繁地应用到大口径平面镜的面形检测中。在这过程中,许多科学家也在不断地寻找与这种方法相匹配的计算平面镜面形的具体算法。根据研究,在瑞奇-康芒法的检测过程中,任何一个细微的矢高都会引起不同程度的像散。对于这样的表面,它在其弧矢面和子午面上的焦点位置是能够通过两个瑞奇角(和)下的刀口检验来分别确定的,然后通过Coddington方程[16]计算出待测表面的曲率。1983年,K。L。Shu[17]给出了待测平面面形与检测结果中波前误差的关系。但是,因其计算公式过于复杂,并且在波前误差的计算结果中,其忽略了一部分三、四阶以上的高阶表面误差项,有些项会给实际面形带来甚至几倍的误差[18]。本章描述了瑞奇-康芒法的基本原理,并在原有基础上进行了简化,然后推导了平面镜的镜面矢高的计算方法。 (责任编辑:qin)