激光差动共焦透镜中心厚度测量系统的研制

基于高精度光学共焦定位技术研制了一种全新的非接触透镜中心厚度测量系统,该系统利用差动共焦技术的高轴向层析特性和轴向响应曲线的绝对零点对被测透镜的前表面顶点和后表面顶点分别进行精密瞄准定位;同时,利用激光干涉仪获得透镜前、后表面顶点的位置坐标;然后通过光线追迹算法计算透镜中心厚度,进而实现了透镜中心厚度的高精度非接触测量。实验结果表明,该系统测量精度高,测量标准差小于1μm,满足透镜中心厚度测量的精度要求。

面向宽谱段共焦测量的消像差准直会聚方法

针对宽谱段定焦系统存在色散严重、像差较大的问题,提出一种面向宽谱段共焦测量的消像差准直会聚新方法。该方法利用全反射式结构抑制不同波长定焦时造成的色散效应,利用抛物面结构和环形光束抑制像差,在可见至红外宽谱段内实现了对光束的精确准直与会聚,相对于现有准直会聚方法可以消除色散且明显抑制像差。理论分析和初步实验表明：依据该方法构建的准直会聚系统在不同波长光源情况下聚焦点完全重合,定焦曲线旁瓣得到明显抑制,且定焦分辨力达到72.4μm@1 064 nm,接近环形光束聚焦情况下的理论计算极限。

TOD方法在CCD电视摄像机分辨率测试中的应用

将红外测试中的三角形方向识别(TOD)方法应用于CCD电视摄像机的分辨率测试。使用不同大小、朝向的等边三角形图样来代替常规栅条图样,以识别三角形朝向来代替条纹分辨。基于Johnson准则建立了二维目标的朝向识别与该目标临界尺寸上可分辨黑白条纹数之间的联系,据此设计了三角形图样分辨率测试靶板。实验表明,三角形目标的非周期性有效避免了栅条图样带入的拍频效应,测试中的三角形朝向识别任务简单而明确,从而提高了摄像机分辨率测量的准确度和一致性。

EL红外缺陷测试仪关键参量校准方法研究

基于空间频率响应测试方法,搭建了EL红外缺陷测试仪关键参量的校准装置。分析了对焦以及位置摆放对分辨率校准结果的影响;给出了便携式和固定式EL红外缺陷测试仪相应的测试方法及操作流程。提出了一种针对便携式的测试方法,可以实现无参考背景情况下的校准工作。基于该校准装置可对各类EL测试仪的分辨率参数进行校准,测量结果重复性较好。

激光差动共焦曲率半径快速测量方法

针对大批量球面光学元件曲率半径的快速、高精度、非接触测量难题,提出一种基于差动共焦技术的批量元件曲率半径快速测量方法。先将一已知曲率半径的样件S在其共焦位置进行扫描定焦,获取其差动共焦曲线和线性段方程;依次装卡同批次被测元件S_(l)-S_(n)并无扫描地获得其离焦量;根据样件曲率半径和被测件离焦量换算出被测样品曲率半径。仿真和实验表明,精度可达12.2ppm,同时测量速度比传统式差动共焦曲率半径扫描系统提高59倍。方法仅需1次扫描和N次快速装卡即可实现N件球面元件曲率半径的快速、高精度、非接触式检测,为大批量球面元件的高效率、高精度加工检测提供全新途径。

便携式多光轴平行性检校系统的研制

为满足野外检测多波段光电设备光轴平行性的检校需求,研制了一套便携式多光轴平行性检校系统。系统采用反射式卡塞格林光学系统和ZnS晶体靶板,为被校系统提供无穷远的十字分划目标并以此作为瞄准基准,完成对被校系统电视轴和红外轴之间的平行性检校;采用CCD系统完成分划板十字线和靶纸上激光光斑的采集,并利用数据处理系统检测出分划板十字中心与激光光斑中心位置的偏差量,完成对被校系统激光光轴与可见光轴之间的平行性检校。利用高精度光学角规对所研制的检校系统进行了标定,精度可达亚秒级。实验结果表明,该检校系统测量电视轴与红外轴之间平行性标准不确定度为2″,检校激光瞄准轴与发射轴平行性标准不确定度为5″。