哈特曼原理子口径斜率扫描检测及误差研究

提出了一种基于哈特曼原理子口径斜率扫描再重构波面的检测方式,研究了一种解决大口径光学系统不同俯仰角下的像质评价的方法。该方法无需同等口径标准镜,通过扫描方式获取波面信息。采用光学软件与数学分析软件通过DDE接口连接进行计算机联合仿真的方式进行探究,仿真光学系统采用主镜Φ720 mm,次镜Φ100 mm的卡塞-格林系统来验证该方法的可行性,利用随机误差注入及多次扫描平均的方法进行了该检测方式中重构波面精度的研究;系统探究了光斑中心提取误差、子口径定位误差、子口径倾斜误差对于该检测方法重构波面精度的影响。给出了该方法仿真结果与光学软件仿真结果的对比,并获取了误差注入时各误差与重构波面精度的物理模型。

基于哈特曼原理的两相流气相参数研究

本文提出哈特曼光线追踪的方法来测量气液两相流的气相参数,并进行了理论和实验研究。首先,采用哈特曼模板获得阵列光束,通过模拟追踪光线在气液两相流中的传播过程,研究出射光线与两相流中气泡尺寸、位置等参数之间的关系,其次,建立BP神经网络模型来实现气泡参数的准确反演,仿真结果表明,气泡定位相对误差在7%以内,气泡粒径的相对误差在±4%以内。在此基础上搭建了实验系统,以已知大小的透明颗粒在垂直管道沉降模拟单个气相通过管道的过程,进行了实验研究,结果表明气泡粒径的相对误差可控制在±6%以内。

扫描哈特曼波前检测技术的误差分析研究

以斜率检测的面形重构算法为基础,结合导轨指向误差的实验标定结果,分析了导轨指向误差来源对实际检测结果的影响,并对理论分析进行了数值仿真与补偿。结果表明,基于扫描哈特曼原理的波前检测技术对高频误差不敏感;通过拟合低频误差可提高波前检测精度。该研究结果对波前检测技术的工程应用具有重要指导意义。