非球面面型检测新原理及误差源分析建模研究

针对当前非球面元件面型检测设备存在的不足,提出了一种基于最接近圆法的非球面面型检测新原理,描述了该检测原理的实施过程,建立了该检测原理的数学模型,同时,以该原理为核心构建了原理样机的总体结构,并解析了原理样机的检测轨迹;针对原理样机的实体模型进行了综合误差源分析,基于多提系统理论建立了原理样机的拓扑结构、相邻体的理想变换矩阵和实际运动变换矩阵,并最终建立了原理样机的综合误差模型,为后续原理样机实施误差补偿奠定了坚实基础。

FAST单元面板面型检测算法研究

500 m口径球面射电望远镜(Five-hundred-meter Aperture Spherical Radio Telescope,FAST)是一个超大口径的可动望远镜,有三项技术创新,一是选址,二是轻型馈源索支撑,三是主动反射面。在主动反射面上,单元面板的面型和面板的出厂加工精度对电磁波在反射面的汇聚有很大影响。FAST主反射面由4 600块三角形反射面板拼接而成,每块面板为边长11 m三角形,这对FAST反射面面板的测量技术提出了更高的要求。摄影测量直接在影像上进行量测,无需接触物体本身;所摄影像信息丰富,可以从中获得所研究物体的大量几何信息和物理信息;适用于大范围、多目标测量,效率高。目前世界上最大的射电望远镜,如GBT和ARECIBO都是采用摄影测量技术进行反射面面形检测。在对现有的面型检测技术调研并试验后,提出基于数字近景摄影测量的方法,对FAST反射面11 m单元面板的面型进行检测,数分钟完成反射面板面型的一次检测,测量精度达到2.5 mm,经过调整后的单元面板的面型精度达到了3.0 mm,结果表明摄影测量应用于FAST反射面单元面板面型检测是可行的。

常规型渐进多焦镜片面型检测和评价方法

常规型渐进多焦镜片的市场份额越来越大,却缺少相应的面型检测和评价方法。利用现有的仪器可建立常规型渐进多焦镜片的面型检测方法和评价标准。通过四种渐进多焦镜片的面型实测参数与佩戴对比测试实验,对其面型质量做出了评价,这对指导配镜师的验配工作具有重要的意义。

非球面面型检测新原理研究

深入比较了非球面光学元件与球面元件间的优缺点,讨论了非球面光学元件面型精度检测的重要性,调研了当前国内外非球面光学元件面型检测技术的相关方法,综述了当前非球面光学元件面型检测方法的实现的难易点及不足,最终提出非球面面型检测新方法,给出了检测新原理的具体实施方案。

谱域OCT技术在非球面镜面型测量中的应用

大多数光学系统都会用到光学透镜,球面镜、非球面镜在光学系统中的合理运用可使系统的成像深度更大,成像分辨率更高。同时对光学透镜的生产和检测提出了更高的技术要求。传统非球面镜检测方法一般是容易对镜面造成损坏的接触式测量以及测量时间长、检测口径有限的轮廓仪检测法。为此,文章提出一种基于谱域OCT技术的非接触式测量方法,解决了OCT在扫描高透光的非球面透镜时,透镜表面不规则散射光导致难以成像的问题,可以快速高效地对非球面透镜进行扫描成像,通过对采集到的图像数据进行面型拟合,进而计算出非球面镜的面型参数,包括非球面半径和非球面系数,为非球面镜的检测提供一种准确高效、无镜面损伤风险的技术支持。

利用Mirau型相关显微镜进行面型检测的研究

在Ｍｉｒａｕ型干涉仪的基础上，利用相关检测的原理，实现了Ｍｉｒａｕ型相关面型检测仪。通过该面型检测技术，克服了移相显微干涉（ＰＳＭＩ）面型检测系统中纵向分辨能力受衍射效应制约这一限制，正确测量了面型的纵向尺度。

赋形雷达天线面型精度检测实现

针对某赋行旋转抛物面雷达天线面型精度检测任务,设计了基于工业测量系统的检测方案,通过测站布设,标志点设计,获取了天线面型检测数据。采用天线筋条数据3次样条差值生成了天线表面离散点云数据,通过IGES接口实现设计模型CAD显示。对面型检测数据分别采用ICP算法、CAD人工转换法和徕卡Axyz软件进行分析比较。得到如下结论:检测该雷达天线总体面型精度为1.72 mm,最大法向偏差为3.69 mm,相对设计精度1 mm,该雷达面型精度不达标;通过ICP算法与徕卡Axyz软件结果比较,两者检测结果基本一致,证明能满足于面型检测应用;相比较于CAD人工转换法,ICP算法有更好的检测精度,相对于曲面拟合和公共点转换法具有更广阔的应用空间,在同等测量精度下能提高检测效率和自动化程度,在工程实例的解算中取得很好的结果。

面天线检测数据处理方法的探讨

对面天线检测数据处理方法作了一些有益的探讨。从获取被测物的三维坐标后到获取真正有用的信息这一过程需要经过坐标转换和表面误差计算两个步骤 ,其中坐标转换是关键。在坐标转换方面 ,文中提出了曲面自由拟合、公共点转换和CAD面型转换三种方法 ,阐述了这些方法的数学模型 ,并且用实测数据进行了验证计算。理论分析和实际计算两方面显示 :CAD面型转换法既不需要天线的曲面方程 ,也不需要有已知的公共点 ,结果准确、可靠 ,是一种理想的方法 ;如果没有天线的CAD面型 ,但却存在公共点时 ,公共点转换法也是较理想的方法 ,其结果与给定的公共点误差有关 ;如果既没有天线的CAD面型又无公共点或公共点误差很大时 ,只能采用曲面自由拟合法 ,该法准确度最高 。

相位恢复算法的研究进展

相位恢复是一种通过测量光场的强度分布来数值计算光场相位分布的技术,因其结构简单、抗干扰能力强、成本低等优点受到极大关注,在自由曲面面型检测、二元光学元件设计、光束整形、显微成像的像差矫正等方面获得了广泛应用。算法是相位恢复技术的核心,也是该技术发展和应用的关键。简介了相位恢复算法的发展历程,综述了最近几年发展及应用较为活跃的三种典型算法,包括基于角谱理论的GS加权算法、混合输入输出算法的改进算法以及GS角谱-TIE混合算法,最后展望了相位恢复算法的发展趋势。

相控阵雷达天线阵面平面度调控技术研究

针对大口径相控阵雷达中阵面天线在拼接过程中平面度难以调控的问题,基于模式重构的方式实现拼接阵面面型的重构,通过建立数学解析关系的方式实现平面调控。首先,以Legendre多项式为正交基,通过子阵面的斜率信息,重构阵面天线的面型,实现面型检测;然后,通过建立子阵面斜率与调整机构调整参数之间数学解析关系的方式,实现子阵面姿态的精确调控;最后,对误差来源进行分析,探究精度。结果表明:基于建立解析关系的拼接调整方法,调整后的面型误差RMS达到0. 47mm,PV达到1. 8mm,满足相控阵雷达的技术指标要求。