大口径、离轴凸双曲面反射镜的补偿检验

大口径、大相对孔径凸非球面镜的加工一直都是很困难的。从三级像差理论出发,设计出了离轴凸双曲面反射镜的Null补偿检验系统,克服了采用Hindle球检验口径过大的问题。从设计的结果可以看出,凸双曲面反射镜的像差已经得到了很好的校正,从而使检验变得更加方便。

折反射式零位补偿检验

结合奥夫纳尔折射式零位补偿器和马克苏托夫反射式零位补偿器的优点,对大口径、大相对孔径凹非球面加工检验提出一种折反射式零位补偿检验法.该方法采用放置在非球面顶点曲率中心之前的两块透镜和一块反射镜来实现大口径凹非球面零位补偿检验.依据三级像差理论,推导了初始结构计算公式;通过对口径为1 000mm、顶点曲率半径为4 000mm、偏心率为1.05、中心孔为200mm的凹非球面进行补偿器设计,完成了原理验证,优化后系统剩余波像差峰谷值为0.004 2λ.研究结果表明该方法轴向光路长度短,补偿能力强,可用于允许部分中心遮拦的大口径、大相对孔径凹非球面检验.

大口径凸球面透镜的补偿检验

在一般情况下 ,检验凸球面都是用样板 ,但是对于大口径的凸球面来说 ,用样板就存在许多缺点 .据此提出用零位补偿法检验大口径凸球面的方法 ,有效地克服了样板法的不足 ,可获得较高的检验精度 ;并以加工和检验直径 30 0mm凸球面的具体实例进行说明 。

超大相对孔径抛物面反射镜的补偿检验

在基于像差理论的基础上,对于超大相对孔径抛物面反射镜,提出了三片补偿镜和一片场镜的零位补偿检验方法,详细论述了补偿检验系统的设计过程,成功地设计了相对孔径为F0．6,口径为φ290 mm的抛物面反射镜的补偿检验系统,从整个设计的结果看出,检验系统的像差被很好的校正,完全达到衍射极限。

透镜补偿检验的研究与分析

为了方便透镜补偿器的设计,从三级像差理论出发,推导出了求解透镜补偿检验二次曲面的初始结构参量之间关系的数学表达式.通过分析发现这些公式不仅包括了前人提出的补偿检验二次曲面的方法,也包括了以前没有提出过的方法.这些透镜补偿器既可以检验二次曲面,又可以检验高次曲面.用所提出的方法设计了一套补偿器,结果显示,当轴上波差1/108个波长,轴外波差1/13个波长时,该补偿器完全能够应用于实际中.

折反射式零位补偿检验(续)

为了研究双透镜和球面镜之间不同球差分配对折反射式补偿器补偿效果的影响,以三级像差理论为基础,针对两个不同相对口径的凹抛物面镜,采用不同内部球差分配,分别设计了一组折反射式补偿器,将结果绘制成曲线.从曲线可看出,当球面镜球差分配系数从0逐渐增大到0.5时,对应折反射式补偿器补偿能力先增强,达到极值后下降.球面镜球差分配系数为零时,球面镜不承担球差,球面镜变成半径无穷大的平面镜,折反射式补偿器即变为Offner补偿器.研究表明,折反射式补偿器补偿能力强,但不同内部球差分配对补偿效果影响较大,合理选择球面镜球差分配系数对折反射式补偿器设计是有利的.

Φ4m口径凹抛物面镜折反零位补偿检验

折反射式零位补偿检验是一种综合了Offner折射式和Maksutov反射式补偿检验优点的凹非球面检验方法,补偿能力强,检测光路紧凑。大口径和大相对孔径非球面检验是制约其加工质量提高的难题,针对口径为4 m、偏心率为1、顶点曲率半径为16 m的大口径凹抛物面反射镜,设计了折反射式零位补偿器。基于三级像差理论对补偿器的初始结构进行了规划和计算,采用Zemax软件对初始结构参数进行了优化,得出了补偿器的最终结构,检验光路轴向尺寸约12 m,系统优化后剩余波相差为0.005λ。设计和仿真结果表明,这种折反射式零位补偿器对大口径凹非球面镜的加工检测是非常有利的。

离轴非球面零位补偿检验的三坐标装调技术

在离轴非球面的零位补偿检验中,为了高精度地检测非球面参数,提出了应用三坐标测量的方法定位零位补偿检验检测光路。建立了应用三坐标测量装调零位补偿检验检测光路的物理模型,计算机求解被检镜的空间方位失调量,实现检测系统的辅助装调。以1个200 mm×100 mm矩形离轴非球面反射镜为例,进行了方法介绍和精度分析。该种方法采用统一坐标系下的绝对测量,唯一定位被检非球面的空间位置,避免位置耦合现象;应用三坐标测量被检非球面的离轴量、补偿器与被检镜之间的光学间隔的精度分别为0.036 mm和0.025 mm,其公差要求分别为±0.25 mm和±0.3 mm。因此,在1 m左右腔长的检测中,可以实现高于被检参数误差1个数量级的高精度检测,为获得正确的离轴非球面加工与检验提供了可靠的技术保障。

有限距离的凸非球面的透镜补偿检验方法

在用刀口检验凸双曲面反射镜时,一般采用传统的Hindle球检测法,但是在许多仪器中,需要曲面反射镜全口径使用,因此,Hindle球检测法是不合适的。此外,在很多情况下,刀口到待检非球面的距离很长,从而降低了刀口检验精度。为了解决这些问题,结合口径Φ=120mm的凸双曲面的检测,在分析了传统检验方法的基础上,提出了有限距离球面波入射的凸非球面透射补偿检验方法。从设计结果上看,它缩短了刀口到待检非球面的距离,获得高精度补偿。实践表明,这种方法不仅能够提高加工效率,而且提高了加工精度,实际加工完成后,这块凸双曲面的RMS值达到了λ/60。

离轴椭球面的反射式补偿检验

使用要求离轴椭球镜的面形PV(峰谷)值优于0.4λ(λ=351 nm)。根据三级像差理论球差表达式和补偿检验原理,得出检测光路中球面补偿镜的半径表达式。由已知数据求解补偿光路的初始结构参数,并带入软件中得到优化后的设计结果,优化后的结果和初始结构参数没有变化,说明补偿光路的求解方法是正确的。考虑到元件的加工误差和检测光路的调试误差,将误差带入检测光路进行模拟分析后,得出被检元件的面形精度:取98%的合格概率时,椭球镜的面形PV为0.379λ(λ=351 nm),能够满足使用要求,说明离轴椭球面的反射式补偿检验法是可行的。

基于补偿检验理论的铁矿石储备规模探讨

建立储备是化解资源供应风险的有效措施之一,储备规模的大小是其中的核心问题,规模过大则成本过高,有可能得不偿失,规模太小,又难以发挥应有作用。考虑到储备一般情况下应当是政府向社会提供的公共产品,是一项公共政策,因此,西方福利经济学中卡尔多—希克斯补偿检验理论应当作为储备制度安排的依据之一。2005年以来铁矿石进口价格连续上涨,使得铁矿石供应风险问题引起了社会各界的广泛关注,本文基于卡尔多—希克斯补偿检验理论,通过建立成本—效益分析模型,对铁矿石储备的合理规模进行探讨。

非球面透镜在两波长间的补偿检验

在检验光路中,采用补偿透镜来补偿口径为φ500mm的非球面透镜的使用波长(λ=1053nm)与检测波长(λ=632.8nm)之间的色差。给出补偿透镜的求解方法,得到非球面透镜的补偿检验光路,并就非球面透镜的检验精度进行分析。通过精度分析可以看出,在此种补偿检验光路下,非球面透镜的透射波前PV不低于0.2λ(λ=632.8nm),可满足元件的精度要求。

航空遥感器主次镜一次像面补偿检验CGH研究

航空遥感作为一种多功能综合性探测技术,在资源探索、区域监测和环境探测等多种行业中被广泛使用。遥感器作为整个技术的核心部分,对其探测的精度和性能的稳定性有着严格的要求,所以遥感器的总体装配过程成为了关键步骤,其中,对主次镜一次像面的补偿检验就显得尤为重要。本文运用计算机全息图技术,针对此遥感器的光机系统结构参数设计出符合相应要求的补偿元件,给出设计图,同时对遥感器的主次镜一次像面进行补偿检验,确保了每一个装调过程的质量能满足光学设计要求的技术指标和精度,给出了相应的实验数据。在此基础上,运用精度理论知识对CGH补偿器制作的误差及一次像面补偿检验的系统误差进行了详尽的讨论和分析,并给出了分析结果。

离轴非球面零位补偿检验的非线性畸变校正

在大口径、快焦比非球面的补偿检验中,入射光线在短距离内发生大角度急剧折转,导致干涉仪面形检验结果图像产生非线性畸变,严重影响了数控小磨盘抛光的位置精度和误差去除效率。为了校正离轴非球面在补偿检验中产生的图像畸变,提出了一种校正非线性畸变图像的方法,通过同心环带法确定畸变中心位置并利用光线追迹建立被检镜到干涉图的映射关系。针对某一光学系统的520 mm×250 mm的离轴抛物面主镜进行了畸变图像的校正,校正结果面形与工件面形的位置偏差降到1 mm以下,满足小磨盘抛光的工作要求。

一种凸非球面镜补偿检验的新方法

凸非球面检验是光学检验中一个比较困难的问题。结合一块Φ110mm的凸双曲面镜,在分析几种传统检验方法的基础上,提出了一种用透镜组补偿检验凸非球面的新方法。令球差系数∑S1=0,用三级像差理论求解光学系统的初始结构,并通过Zemax光学设计软件对初始结构进行优化,克服了传统检验方法的缺点和不足。从设计结果可以看出,系统的像差得到了很好的校正,使得凸双曲面达到了很高的检验精度,从而使非球面的检验更加方便。

高次非球面板补偿检验方法的研究

本文提出了检验高次非球面板的基本系统，并把五级球差应用于求补偿器的初始解，用网格法得到的初始解与优化结果符合．文章以口径为１５ｍ，视场为６°的施密特望远镜的消色差改正板为例，设计了两个补偿检验系统．被检面的面形残差均小于λ／１００．还以消色差施密特改正板一为例，对补偿系统在失调状态下的误差作了详细分析，同时结合实际加工情况，得出了较为宽松的公差要求．

φ800mm球载太阳望远镜抛物面主镜补偿检验系统

采用设计、检验、加工交替进行逐步迫近的方案,研制了一套offner补偿检验系统,确保了φ800mm拋物面主镜的检测精度。

反射镜补偿检验

在光学加工中，反射镜可以很好地补偿待检镜，解决加工中的一些难题。通过三级像差理论求解反射镜补偿检验二次曲面的初始结构参量，令球差系数ΣS1=0，补偿镜e1^2可选择球面或椭球面，推导出补偿镜和待检镜之间关系的表示式。e1^2=0、0．1、0．2、0．3、0．4，按公式画出e2^2／a-β，ar02／r01～β的曲线图，从中确定β∝α，e1^2,e2^2,r01,r02,d12的对应关系，解出补偿检验的初始结构参量，分析补偿镜放置待检镜曲率中心前α〉0，α〉1和后α〈0、β≥0，β≤0对应待检镜的e2^2各种求解。分析看出：这包括了补偿检验的全部功能，对凸和凹的二次曲面都可以进行补偿检验，其中有以前提出的解，也有以前没有发现的解，对补偿检验的全面分析是非常有益的。

F/1.3抛物面零检验补偿器设计

根据会聚光路中使用的Offner补偿器和平行光路中使用的两片式补偿器的要求,设计出了四个针对F/1.3抛物面的补偿器,并从剩余波像差、公差要求、加工工艺性、装调等方面对它们的性能做出比较,确定了三个可用于实际补偿检验的设计结果,其剩余波像差均小于/35。所述补偿器的设计方法和要求具有普遍性,设计结果也可用于同类型主镜补偿器的设计。

Φ1.2m F/1.5抛物面主镜补偿器

用于Φ1.2 mF/1.5主镜面形检验的补偿器,需要补偿0.087 mm的非球面度,并满足0.033λ(RMS)面形检测要求。介绍了该补偿器的设计、误差分析、加工、标校及最终主镜检测的情况。主镜检测前用计算全息(CGH)对补偿器标校显示:补偿器产生的抛物面面形误差为0.012λ(RMS),二次曲面常数K的误差为0.006 4%;主镜最终补偿检测结果为:面形误差0.027λ(RMS),二次曲面常数K的误差为0.030 6%,与分析的结果相符。结果表明,补偿器设计合理,建立的误差分析原则和方法可行,加工质量可靠,为更大口径高陡度非球面主镜的补偿检验奠定了坚实基础。