超大口径凹非球面反射镜的动态干涉测量技术

为了克服超长光路造成的振动和大气扰动的影响,采用动态干涉测量结合补偿法进行超大口径凹非球面的精密检测.通过分析超大口径凹非球面反射镜检测的难点,采用动态干涉仪克服检测中振动和大气扰动,并利用Zemax光学设计软件,以口径3.5m的凹非球面反射镜为例设计了干涉补偿光路.误差分析结果表明,采用动态干涉仪和补偿法进行超大口径凹非球面反射镜面形检测,不仅可以克服振动和大气扰动的影响,还能达到λ/90以上的检测精度.     

光学非球面最佳参考圆的确定及其应用

应用干涉法测非球面,必须测量参考球面的曲率半径才能得到非球面的面形,因此需要精密的测长机构.本文介绍一种在一维测量时,用数学方法确定非球面最佳参考圆的参数,进而由干涉图求得非球面面形或面形误差的新方法,从而可省去测长机构.所提出的微扰动阻尼牛顿迭代法求非线性最小二乘解,经实践证明,有很好的迭代效果.     

轴对称非球面平行磨削Y轴向对刀误差补偿

在光学系统中应用非球面光学元件能够提高光学系统设计灵活性,改善光学系统成像质量,缩小光学系统尺寸,在整体上减轻系统质量。本文通过系统分析轴对称非球面元件精密磨削工艺过程中的轴向对刀误差等加工误差因素,建立轴向对刀误差校正方法,并将其运用到轴对称非球面精密磨削与抛光加工过程中。由实验可知：通过误差补偿,加工时间节省60%以上,Φ80mm口径非球面抛光后的面形精度PV值为0.62μm（0.982λ）,RMS值达到0.093μm（0.147λ）,满足非球面面形精度要求。实验结果验证了理论分析与误差补偿方法的正确性,实现了轴对称非球面光学元件的快速精密加工。     

非球面Ronchi检测的误差分析

为了较高精度地检测大型非球面面形,需要分析检测装置对测量误差产生的影响。基于Ronch i检测法,将正弦光栅代替Ronch i光栅应用在非球面反射镜的检测上,采用同步相位探测技术和几何原理获得所有被测点的面形偏差梯度信息,然后利用区域波前重构法恢复面形偏差,进而重建被测面形。利用此方法首次分析了叠栅条纹图、非球面度、光栅对比度对重建被测面形的影响。数值结果表明,条纹图的重叠和光栅的对比度均对非球面的检测精度有影响,重建面形误差随着被测面形非球面度的增加而增大。对测量误差的分析可为Ronch i检测装置的设计提供有效、可靠的依据。     

非球面面形检测的特征干涉图数字分析法

对干涉图的数字分析法进行了研究,首先,利用动态条纹扫描技术对干涉图进行数字分析,然后与理论计算结果相比较,从而获得面形误差数据,最后在改进型ＳＰＧ－Ⅱ型激光数字波面干涉仪上进行实测验证,表明其测量精度可达λ／２０（ＰＶ）,对非球面度较小的非球面面形,其检测可通过直接利用标准球面镜作为参考表面在干涉仪上获得“非球面特征干涉图”来实现。     

基于光纤传感的非球面面形在线检测法

机上在线面形检测方式有利于提高非球面的加工效率和精度.提出了一种基于光纤传感的在线面形检测方法,通过空气静压轴承探头和激光干涉位移计的有机融合构成检测系统.研究了面形误差数据处理方法,探讨了测量力与扫描速度对测量精度的影响.     

非球面部分补偿检测系统的误差分析与处理

为了实现非球面通用化、高精度检测,提出非球面部分补偿法,并进行误差分析与处理.在光学设计软件ZEMAX中对部分补偿检测系统进行系统建模并优化,分析器件姿态误差及装调精度对重构非球面面形的影响.通过对系统误差的分析,提出基于系统建模的光线追迹与误差存储相结合的系统误差处理方法,将系统误差归为由系统建模得到检测光路的误差和由误差存储得到不含检测光路的干涉仪系统的误差.通过计算机仿真及实验证明,部分补偿检测系统采用该误差处理方法去除系统误差后,可以由逆向迭代优化重构(ROR)技术重构出更精确的非球面面形.将该非球面面形与采用无像差点法得到的面形对比,结果较吻合,均方根(RMS)精度接近0.02λ(λ为波长).     

非球面补偿器的结构设计与装调分析

为了保证补偿器的技术要求,既:偏心差小于4",空气间隔公差小于或等于0.002mm.本文首先通过对非球面加工、检测及装调中应用的补偿法和偏心原理的介绍,阐述了非球面补偿器的结构设计以及装调原理;并进行了非球面主镜补偿器的装调误差分析.产品实际装调结果补偿器偏心差为1.7",空气间隔公差0.002mm.验证了补偿器的结构设计与装调原理的正确性和卖用性.     

红外光学元件的补偿加工技术研究

为了实现红外材料光学元件的高精度制造,文中研究了单点金刚石车削加工(SPDT)技术,并针对面形检测中存在的面形误差较大的问题,提出了采用补偿加工技术,以面形检测数据为基础,反馈修正车削加工程序,再次对红外材料光学元件进行修正加工,有效地提高了其面形精度。实验结果表明:对于某口径为30mm的ZnSe材料二次非球面元件,采用补偿加工技术后,其面形精度从PV=252.4nm和RMS=67.28nm提升到PV=58.3nm和RMS=10.62nm;对于某口径为40mm的Ge材料高次非球面元件,面形精度从PV=181.0nm和RMS=44.0nm提升到PV=60.0nm和RMS=7.35nm;这充分说明了该技术的可靠性,该技术能够有效地提高红外材料光学元件的制造精度。     

泰曼—电视—微机系统非球面面形测试

本文用He－Ne激光器作光源，由泰曼—格林干涉仪，电视摄相机和微机组成泰曼—电视—微机系统，利用法线象差补偿法检测非球面的原理，根据三个干涉留法，自动地扫描，分析了非球面，其二维等高线和三维面形在计算机监示器上画出。并设计了准万能补偿器以扩大其检测范围，可用于检测一定范围的抛物面，椭圆面和双曲面。补偿精度高于0．01λ。     

光纤陀螺漂移的数据分析及建模

设计了应用于陆用捷联惯导系统中的干涉式光纤陀螺(IFOG)的数据采集系统,对IFOG进行了测试,给出了测试曲线.采用Allan方差法对IFOG的测试数据进行了分析,辨识出了各项随机误差系数.此外,采用时间序列分析方法,建立了IFOG的随机漂移误差模型.所得结论为改进IFOG设计及实际应用中对IFOG的误差补偿奠定了基础.     

非球面非零位拼接测量的对准误差模型

为消除非零位拼接检测非球面中对准误差对拼接结果的影响,建立了基于对准误差修正的优化拼接模型;在非零位检测非球面对准误差模型的基础上,分析对准误差各误差分量的表现形式及影响规律,并建立了基于对准误差补偿的拼接检测非球面的数学模型,实现子孔径的高精度拼接合成。实验表明,该方法可以有效地提高拼接测量精度,经过对准误差校正的拼接测量结果的PV值精度可达0.03λ。     

计算全息用于非球面检测的研究

为了实现对非球面的高精确度检测,提出,采用计算全息补偿干涉测量原理检测二元旋转对称非球面,分析了检测光路,推导出全息图条纹位置计算公式,得到了用于非球面检测的计算全息图样,并对测量光路进行了仿真分析,结果表明,计算全息补偿干涉测量法测量的均方差值比传统的干涉测量法小．     

轨迹成形法加工非球面光学零件新技术的研究--轨迹成形法加工新原理提出的依据

本文论述了光学非球面零件加工难的原因;分析了解决非球面零件加工难的关键;并指出了数控加工工艺系统对非球面加工造成误差的影响因素,以此得出探索和研究更为有效的加工非球面技术的必要性.     

Use of Virtual Medium in Designing of the CGH Wave Front Generator for Aspheric Testing

Design method and procedures of computer-generated hologram (CGH) used for aspheric test are introduced in detail. For CGH phase calculation, virtual medium which has zero refractive index at given wavelength is used to model ideal aspheric wavefront. Reflective Fresnel zones located in a ring area concentric to the CGH structure is designed to reduce or eliminate alignment errors. Substrate figure error, pattern distortion, etching and duty cycle variations that influence the reconstructed wavefront are quantitatively analyzed in theory and corresponding error equations are obtained to guide the tolerance distribution during CGH fabricating. A design example is given and the uncertainty of measurement achieves λ/20.     

基于零模型的社区检测基准网络构造及应用

社区检测对于探索挖掘复杂网络的结构特性具有重要意义,社区检测算法性能对于检测结果具有重要影响。目前用于衡量社区检测算法性能的基准测试网络较为单一,主要包括人工合成网络和真实世界网络。由于真实世界网络中通常缺乏已知社区结构信息,人工合成网络成为衡量算法性能的主要途径,但普遍存在网络微观特性不可调且与真实世界网络差异较大、对检测算法区分度不高、无法更改局部网络结构等问题。为提升人工合成网络性能,该文提出基于零模型的基准测试网络构造方法,首先设计了能够保持中尺度特性的零模型,提升网络微观特性调整灵活度,使其更逼近真实世界网络结构特性;其次设计了能够调整社区结构强弱的零模型,提升网络社区检测的评价准确性;最后设计了能够调整局部拓扑结构的零模型,有效衡量局部社区结构特性变化对于整体网络结构及检测算法性能的重要性。实验结果表明,基于零模型的构造方法能够有效提升基准测试网络的多样性和灵活性,更加逼近真实世界网络特性,因此更能满足对于社区检测算法性能的评价需求,对于提升复杂网络社区检测性能具有重要意义。     

新型单周控制的单相功率因数校正器

提出了一种基于单周期控制的单相通用PWM（Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制）调制器，并将其应用于单相Boost功率因数校正（PFC，Power Factor Correction）电路中，分析了单周期控制的单相Boost PFC电路的控制规律.针对流行的单周期控制的单相Boost PFC电路，提出了一种改进方案，该方案增加了一个电阻补偿网络和一个加法器，主电路电感修改为带中心抽头的三点式电感，其它基本参数和流行的单周期控制电路相同，这样就消除了由于电感电流纹波造成的畸变，同时在一定程度上减小了由于电流断续模式（DCM，Discontinuous Current Mode）引入的畸变，提高了功率因数校正主电路的可靠性，最后给出了系统改进后的试验验证，试验结果说明改进后的PFC电路可以大大提高系统的功率因数，功率因数可达0.994.     

并联机器人响应幅值增益的非线性校正

为了提高并联机器人位姿控制精度,在六自由度各自由度分别设计了相应的计算机软件幅值增益非线性校正器.各校正器分别在其自由度上对应一种从系统实际输出到信号输入的映射关系,结果说明增加校正器后并联机器人运动幅值在相同输入下有显著提高.