高精度大口径平面镜面形角差法测试探究

研究了一种集高精度自准直仪与五棱镜于一体,采用角差法(角度变化量测试),实现大口径平面镜垂直状态下面形测试的方法.此方法的运用可实现对大口径平面镜面形的直接高精度检测,突破常规'以大测大'的高成本检测方法.本文阐述了测试装置的设计思想,对影响面形轮廓测试精度的因素进行了讨论.大口径平面镜面形的变化可通过其各点法线方向角度的变化量而反映出,采用高精度测试角度变化量的方法可计算获知面形轮廓状态.通过对大口经平面镜条带区域面形轮廓的测试原理分析,计算得出角差法(角度变化量测试)的测量不确定度.同时,由于对测试的高精度要求(纳米级),测试环境(温度、振动、气流扰动)也对测试结果有着不可忽视的影响,通过条带区域轮廓测试实验,对采样方式与环境影响进行了分析,从而得出在一定测试条件下,测量装置与环境对测量精度的影响程度,其测量不确定度可达到次纳米量级以上(扩展不确定度U=15.4～9.0 nm,取置信概率p＝0.99,包含因子κ＝3),基本满足测试需要.

大口径光学平面镜面形检测系统初步研究

大口径平面镜在不同姿态下的面形检测一直是激光核聚变领域需致力解决的问题;利用角差法原理设计了一种集高精度测角仪与五棱镜于一体的面形检测系统,面形的变化可通过其各点法线方向角度的变化量而反映出,采用高精度测试角度变化量的方法可计算获知面形轮廓状态;该系统主要由光学子系统、三维运动平台和图像处理等系统组成,实现了大口径平面镜不同姿态下的面形测试,突破常规"以大测大"的高成本检测方法;实验结果表明,水平方向上均方根误差为0.03μm,垂直方向上均方根误差为0.07μm,能满足测试需要。

大口径光学组件面形检测系统研究

利用角差法原理设计了一种集高精度测角仪与五棱镜于一体的面形检测系统,实现了大口径平面镜不同姿态下的面形测试。系统主要由光学系统、三维运动平台、图像处理系统和面形数据绘制与管理等组成,突破常规"以大测大"的高成本检测方法。实验结果表明,水平方向上的均方根误差(RMS)为0.03μm,垂直方向上的RMS为0.07μm,全面形的RMS为0.06μm,能满足检测需要。

分光棱镜位置变化对自准直测角光管角度测量误差的影响

采用矢量分析的方法从理论上推导出分光棱镜位置变化对目标返回光线的影响,进而分析出其对自准直测角光管中目标像点位置的影响,并给出位置变化对角度测量误差的影响关系式,对自准直测角光管等精密仪器中分光棱镜安装座设计提出建议。

引导交互式教学探究——以分光计基础实验教学为例

在分光计的基础实验教学中,分光计的基本结构和调整方法以及对分光计测角功能的理解是实验教学中的重点内容。而分光计的结构复杂、调节步骤繁琐,因此调节又成为实验中的难点。为了有效解决分光计教学中的问题,在自准法测量三棱镜顶角实验中引入引导交互式教学模式。这种模式打破以教师为主体的传统教学模式,充分发挥了学生学习的主体性和教师的引导启发作用,带动了学生的积极性和主动性以及与教师的互动性,极大的提升了课堂教学质量。

最小偏向角法V棱镜法测量折射率的原理公式误差

本文指出了测量光学材料折射率的最小偏向角法和V棱镜法国内外所有文献的原理公式误差，重新推导了最小偏向角法和V棱镜法测量折射率的正确公式。基于最小偏向角法用精密测角仅可以获得±3×10-6的折射率的测量精度，然而，这些文献沿用经典的测量原理公式却具有-4×10－4数量级的原理公式误差，因此导致错误的测量结果。计算表明，用经典公式计算标准试样折射率虽然对光学系统象差影响很小，但作为折射率基准测量，这样大的原理公式误差是不允许的。

直角棱镜干涉测角法的研究

干涉法不仅能测量直角棱镜的 |△ 90°|和塔差 | γA| ,而且能简便精确地测量△ 90°、△ 45°和γA。这些会给光学冷加工在角度修改时带来方便。

棱镜晶体旋转法测量液晶器件大预倾角

晶体旋转法是测量液晶分子预倾角的常用方法，但不适用于测量20°～70°之间的预倾角。提出一种棱镜辅助晶体旋转法测量预倾角的方案。把液晶盒夹在两个直角棱镜间，入射光从前面棱镜一个面入射，经过液晶盒从后面棱镜出射，改变入射光的入射角，测量出射光透过率，能得到对应双折射相位差为零、透射光强最大的入射角，进而由几何光学关系确定预倾角。数值模拟和实验结果显示该方法具有可行性。