光学系统像差与光场干涉对激光参量测量精度的影响

研究了采用面阵CCD探测器测量光束参量的技术问题,研制了一套高精度激光参量测量系统,对其光学系统像差与光场干涉原因进行了理论分析,实验测量了连续抽运1064nm固体模式发生器产生的基模厄米高斯光束,分析对比了其输出光束带有干涉条纹时对测量精度的影响,对光学系统的设计提出了具体技术要求,为同类装置的研制提供了参考依据。

光束旋转90°多程放大系统的波前误差校正

光束通过神光-Ⅲ原型装置四程放大系统发生了90°旋转和扩束。在四程放大系统腔镜处放置变形镜校正系统像差是一种新的自适应光学方案,推导出被校正像差与变形镜面形之间的数学关系。理论推导表明,在扩束比大于1的前提下,腔镜处变形镜可以校正系统输出的任意类型的像差,且变形镜对应的面形唯一。理论分析和计算仿真说明该方案的校正能力与像差类型和扩束比有关,扩束比增大将增强变形镜校正像散的能力,但系统旋光消像散的能力也将减弱。

离轴多程放大系统中光学设计的初步研究

通过对离轴多程放大系统的光学设计的分析,并结合三大高功率固体激光装置的实际应用情况,指出在此类系统的光学设计中应重视抑制鬼点破坏和控制系统像差。设计的关键在于确定合适的透镜F数,并通过控制透镜的曲率半径和倾斜角度,在保证无鬼点破坏的情况下使得系统像差较小。

苏州六六视觉准分子激光人眼像差矫正系统

苏州六六视觉科技股份有限公司，联合美国新英格兰视觉光学院贺极苍教授以及南京航空航天大学、上海复旦大学附属眼耳鼻喉医院、美国视可佳等单位，历时五年时间，联合开发出世界上第一台WFA-1000主观式人眼像差仪、AOV-FOB准分子激光眼科治疗机，并且成功地联网应用，将测量像差数据直接用于准分子激光的个性化切削，实现了真正意义上的人眼像差个性化切削矫正。

准分子激光人眼像差矫正系统

中国仪器仪表学会接受科技部和中国科协的委托，对国家制定2020年中长期科技发展规划开展战略研究组织专京提出建议，并汇集、分析与发布仪器仪表领域重大科技成果与进展。本刊这次转载发布的“准分子激光人眼像差矫正系统”及“基于高速以太网的现场总线控制设备”二项成果不仅列入了中国仪器仪表学会重大科技成果，而且列入了科技部重大科技成果。

基于光学传递函数的光学系统频谱分析

光信息处理是60年代发展起来的一个新的研究方向，而现在师范类院校有关光信息处理内容的介绍中大部分都是由实验入手没有从根本上解释光学系统的频谱分析．结合光信息处理教学实际，应用光学传递函数解释相干光和非相干光学系统在衍射受限光学系统、像差光学系统和有限视场光学系统中的频谱分析，发现应用光学传递函数解释光学频谱分析能够更有效培养理科生逻辑推理能力．

离轴双程像传递系统光学设计研究

根据矩阵传输理论,建立数学模型,分析了光束在双程像传递系统中的传输。在ZEMAX软件中建立模型,并对光线进行了追迹,通过对光线离轴以及透镜的倾斜进行研究,发现其对光束质量影响很大。表明透镜F数的设计是否合适在这种类型的光学系统中很关键,并且为了减小系统像差,并确保没有破坏性的鬼点,必须优化得到合适的离轴量以及透镜的倾斜角度。

新型离轴反射变焦距光学系统的多视场检测方法

基于对离轴反射变焦距光学系统进行计算机辅助装调研究,需要检测离轴反射变焦距系统各个视场的波像差,除零度视场外,获得包括其他视场的波像差有助于提高计算机辅助装调的准确性,但是目前已有的波像差检测方法往往只能获得系统零度视场的波像差.本文针对这个难题提出了一种检测离轴反射变焦距光学系统各个视场波像差的方法,并应用于离轴三反变焦距光学系统的各视场波像差仿真检测.该方法在传统自准直干涉法的基础上进行改进,关键在于采用变形镜代替扫描的平面镜,并采用夏克-哈特曼波前传感器代替干涉仪,配合精确标定的激光器光源阵列,可以实现对离轴三反变焦距光学系统的多视场波像差同时检测.由理论分析和仿真模拟得出,该系统在视场（0°,3°）,（0°,4.2°）,（0°,5.5°）,（0°,7°）,（0°,9.8°）,（0°,14°）处经过变形镜补偿后的剩余波像差的RMS值分别为0.00039λ,0.00075λ,0.0024λ,0.00017λ,0.00053λ,0.0057λ,分析仿真结果表明此检测方案是可行的,且适用于离轴反射变焦距系统的计算机辅助装调技术的研究.

对一种线性相位反演波前测量方法的数值仿真

利用数值仿真方法对一种基于线性相位反演波前测量方法的性能进行了详细分析。讨论了这种线性相位反演波前测量方法的定标过程,描述了基于线性相位反演算法的波前传感器的基本组成结构。利用数值仿真计算,分析了系统自身像差和模式标定系数对这种波前传感器性能的影响,通过复原矩阵条件数,分析了靶面像素和这种波前测量方法的空间分辨力的关系。仿真结果验证了该种新型线性相位反演波前测量方法的可行性。

光学干涉波面数字化处理方法与应用

全面论述了激光数字平面检测系统中的核心技术———干涉波面数字化分析理论和处理方法,对光学干涉波面的拟合函数系的选择、拟合算法以及系统像差和被测表面平面误差类型判定方法进行了深入研究,提出了在"Zernike像差空间"确定激光数字平面检测系统精度的理论和方法.

光刻投影物镜中的透镜X-Y柔性微动调整机构

针对光刻投影物镜中透镜X-Y调整机构调整量程小、调整精度高的特点,提出了一种基于柔性铰链的X-Y微动调整机构,并将其应用在光刻投影物镜模型中进行了实验验证。首先,基于机构自由度和机构瞬心等概念介绍了该机构的工作原理。然后,用柔性铰链代替传统铰链完成了该机构的结构设计,并对该机构的运动方向刚度、位移输入-输出比以及固有频率和阵型等进行了仿真分析。分析结果表明:该机构X,Y方向的刚度值为1.99μm/N和1.96μm/N,X,Y方向的位移输入-输出比值分别为-2.5和-2.56,机构X,Y方向运动的原理误差分别为实际量的8.22%和6.68%。最后,将研制的X-Y微动调整机构用于光刻投影物镜验证模型中,给出了X-Y调整机构补偿前后的系统波像差。结果显示:模型补偿前后的系统波像差RMS分别为50.864nm和25.933nm。由此表明,本文设计的柔性微动调整机构补偿效果明显,能够满足光刻投影物镜高精度X-Y调整补偿要求。

光纤相移点衍射干涉仪关键技术

为了实现光学系统波像差的高精度检测,引入了改进的光纤相移点衍射干涉仪,介绍了其工作原理,并对干涉仪的关键部件包括激光光源及光纤的参数进行了选择和分析。经测试,激光光源功率稳定性约为1%(10 min),光斑尺寸在实现最佳耦合效率允许范围内,光束位置稳定度约为6μm,相干长度为1 cm左右,都在测试精度允许范围内;选择了纤芯直径为3.5μm的单模不保偏光纤,对光纤端面镀半反半透金属膜,实现了较高的条纹对比度和光能利用率,并设计了波前参考源,方便了光纤端面的抛光、镀膜及装卡。最后,利用选择的部件搭建了光纤相移点衍射干涉仪实验装置,为最终能够实现光学系统波像差的高精度检测提供了前期的准备。

双光纤相移点衍射干涉仪装调技术

为了实现对极紫外光刻物镜系统波像差的超高精度检测,引入了双光纤相移点衍射干涉仪,介绍了其工作原理,并对干涉仪的装调方案进行了精密的设计。解决了各个元器件的精确定位问题,保证了进入光纤之前的测试光和参考光严格垂直,实现了耦合系统与光纤之间最大的耦合效率和干涉条纹最大的条纹对比度,为最终能够实现极紫外光刻物镜系统波像差的超高精度检测提供了前期准备。装调完毕后,利用实验装置对某一光学系统进行了测量,使用十三步相移算法还原被检光学系统波像差,得到了较好的结果,测试结果为:PV值为37.82 nm,RMS值为7.83 nm。

材料折射率非均匀性对极小像差光学系统像质的影响

为了分析光学材料折射率非均匀性对极小像差光学系统成像质量的影响,从而指导系统的进一步优化设计,提出一种三维仿真和光线追迹方法。该方法是在Zemax中通过自定义的程序,构建材料折射率均匀性的三维分布,设置光线追迹的步长,并控制整个光线追迹的过程,以提高仿真分析的精度。利用所提出的三维仿真和光线追迹方法,对一个数值孔径为0.7、工作波长为632.8nm、波像差均方根(RMS)值为1.5nm的小像差光学系统进行了仿真分析。结果表明,相比于传统的二维处理方法,提出的方法仿真精度有较大提高。

投影物镜小比率模型的计算机辅助装调

针对小比率模型光学系统光学元件数量较多,无法用每个补偿量去补偿对应失调量的问题,提出利用计算机辅助装调方法,通过建立系统的灵敏度矩阵找出偏心失调量和倾斜失调量的内在联系来缩小补偿量的选择范围。根据失调量敏感度的分析,提出了只用4个补偿量补偿系统波像差的想法,并对所选补偿参量的补偿效果进行仿真,以此近一步验证想法的可行性。光学系统初装完成后,将实际测得的系统波像差以36项Fringe Zernike多项式的形式代入灵敏度矩阵,计算得到补偿参量的补偿值和移动方向,用驱动器实现像质补偿。实验结果表明:系统波像差(RMS)由50.864 nm提高到25.993 nm,优于技术指标要求,证明了所选的4个补偿量的正确性和有效性。

光栅横向剪切干涉仪系统误差的校正方法

针对光栅横向剪切干涉仪研究了旋转绝对检测的方法,并用前36项Zernike多项式标定出剪切装置的系统误差非对称项。研究结果表明,将面形检测的绝对算法应用于检测镜头系统波像差,在干涉仪系统误差消除后可以达到相对理想的检测精度。实验数据的重复性的均方根可以达到0.14nm。

多程放大系统主放大级光学优化设计

应用系统像差控制和鬼点追迹理论,采用分段优化、整体校合、整体优化的思想,对采用离轴多程放大的高功率固体激光装置的主放大级部分进行了系统光学优化设计.并将设计的结果与优化前的系统进行了对比,为今后此类系统的光学设计提供了参考.

像差对激光制导目标方位探测精度的影响

激光半主动寻的制导武器在现代战争中发挥了重大的作用。在研究和分析四象限探测器探测目标方位的工作原理和实质的基础上,通过研究和分析激光半主动寻的制导武器的光学系统由于像差的存在导致目标方位探测误差的机理,得出一些重要结论。同时,根据一套实际光学系统参数,计算出了由于像差引起的目标地面偏差的数据曲线。本文为激光半主动寻的制导武器的光学系统设计以及其目标方位探测精度分析提供了重要的参考依据。

南京航空航天大学——人眼数字化建模与切削技术（准分子激光人眼像差矫正系统）

准分子激光人眼像差矫正系统包括人眼波前主观像差仪和准分子激光眼科治疗机，它要将人眼波前主观像差仪检测所得的人眼视觉像差无缝连接到准分子激光眼科治疗机上，准确引导激光按人眼视觉像差对角膜进行像差补偿的切割手术，从而使人眼屈光手术后的视力达到理想状态。