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五棱镜扫描法在光束平行性检测和镜面面形检测中的应用
华志远
Subtype硕士
Thesis Advisor徐晨,陈忆
2021-06
Degree Grantor中国科学院大学
Place of Conferral北京
Degree Discipline天文技术与方法
Keyword光学测量 大口径 光束平行性 镜面面形 五棱镜扫描法
Abstract

平行光管是一种用于光学系统参数测试的重要仪器,一般用来模拟无穷远的目标。随着平行光管的口径越做越大,检测其出射光平行性也越来越困难。

干涉仪自准直法等常用调焦方法不仅需要使用与平行光管口径相当的平面镜作为辅助镜,而且不能检测处于工作状态的平行光管。五棱镜扫描法是一种斜率检测法,具有结构简单、操作方便的特点,非常适合用于大口径平行光的实时检测。此外,近年来国内外五棱镜扫描技术发展迅速,提出了一系列不同类型的光学应用,在导轨精度检测和大口径镜面面形检测中也占有一席之地,形成了一大批理论成果和工程应用。本论文对五棱镜扫描法检测平行光管出射光质量进行了深入的研究,并以此为基础进一步探索了五棱镜法检测球面镜曲率半径和镜面面形等方面应用。

作者完成的主要工作如下:

(1)基于课题组1米级平行光管的光束平行性检测需求,本论文利用传统的五棱镜扫描法和图像处理法设计了一台通用检测装置,并且对其进行了完整的误差分析,经论证,该装置可以快速准确地检测口径1米以下的平行光管出射光平行性,装置测角精度优于1″。最终我们用该装置实测了实验室口径1米焦距 30 米的平行光管,并根据测量结果进行了焦面调节,使平行光管离焦量控制在4mm 以内。

(2)根据检测需求提出了一种新的直线导轨角自由度误差测量方法。

(3)设计了一种基于五棱镜、自准直仪系统的方法检测凹球面镜和凸球面镜曲率半径。

(4)研究了五棱镜扫描检测镜面面形的一般方法,探索了一种新的方法检测凸球面镜镜面面形。
 
根据本论文所述,五棱镜扫描法是一种非常有潜力的检测方法,结构简单,效率高,通用性好,检测口径只受滑轨的行程和精度影响,目前该装置的测角精度在 
1″以内,经过简单的结构改进预计角测量精度能提到更高 0.3″以内。而五棱镜法检测镜面面形虽然不能像干涉仪法一样得到海量信息,但是可以测量干涉仪难以检测的大口径平面镜,也可以应用于凸球面镜的检测,可以作为干涉仪检测法的有效补充。

Subject Area天文技术与方法
Language中文
Document Type学位论文
Identifierhttp://ir.niaot.ac.cn/handle/114a32/1894
Collection中国科学院南京天文光学技术研究所_学位论文
Recommended Citation
GB/T 7714
华志远. 五棱镜扫描法在光束平行性检测和镜面面形检测中的应用[D]. 北京. 中国科学院大学,2021.
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