高精度大相对孔径光学非球面检测研究

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1、SOOCHOWUNIVERSITY硕士专业学位论文研究生姓名季勇华指导教师姓名__________________解滨专业名称_____________光学工程研究方向光学加工与检测论文提交日期2015年5月苏州大学学位论文独创性声明本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果，也不含为获得苏州大学或其它教育机构的学位证书而使用过的材料。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体：均已在文中以明确方式标明。本人担本声

2、明的法律责任^论文作者签名:期：苏州大学学位论文使用授权声明本人完全了解苏州大学关于收集、保存和使用学位论文的规定，即：学位论文著作权归属苏州大学。本学位论文电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。苏州大学有权向国家图书馆、中国社科院文献信息情报中心、中国科学技术信息研究所（含万方数据电子出版社)、中国学术期刊（光盘版）电子杂志社送交本学位论文的复印件和电子文档，允许论文被查阅和借阅，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存和汇编学位论文，可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索。涉密论文□本学位论文属在______年

3、_月解密后适用本规定。非涉密论文0论文作者签名：名$碎曰期：成U7高精度大相对孔径光学非球面检测研究中文摘要高精度大相对孔径光学非球面检测研究中文摘要非球面即与球面有偏离的光学表面。因为非球面在光学系统中较球面和平面引入更多的设计参数，具有简化系统结构、校正像差、改善像质等优点，所以在现代光学技术中应用广泛。针对大相对孔径光学非球面表面面形的检测，坐标测量技术是一种常见的检测方法。在非球面加工前期阶段，表面面形误差尚未达到光波长量级，使用干涉检测较为困难；而坐标测量技术通过直接接触方式获取非球面表面坐标数据，可靠稳定，所以坐

4、标测量技术是研磨和抛光前期阶段的主要检测手段。针对大相对孔径光学非球面面形的检测，涉及到大量采样数据的处理以及提高测量速度两个方面。大量的采样数据则需要一种简单易行的算法，进行快速、高准确度地拟合出实际曲面；提高测量速度则需要设计一种新的测量方式，本文利用杠杆装置来实现测量速度的提高。针对这两个主要问题，本文主要进行了以下的工作：1、介绍了非球面坐标检测的方法，总结归纳了已有的坐标检测的思路和方法，并且分析了二维情况下测量非球面母线过程中测头半径的微小变化引起的误差，在此基础上利用三点拟合求法线方法消除测头半径的误差，分析各

5、种面形情况以及不同取样步长、不同测头半径情况下三点拟合算法的拟合误差大小。2、阐述了大相对孔径光学非球面轮廓检测的坐标测量方法，在点位式测量装置的基础上进行优化设计，添加杠杆装置实现连续测量，连续取样。针对大相对孔径光学非球面镜的检测问题，分析双球头杠杆测量装置的基本测量原理，建立了杠杆机构的形变模型，分析杠杆变形的大小。针对非球面镜片偏心的误差影响，建立相应的工件坐标系和测量坐标系，并进行分析。3、利用MATLAB编写程序，在实验设备尚未成型之前，采用理论模拟方式，验证三点共圆求法线拟合方法的准确性和杠杆机构的准确性，分析

6、测量过程中杠杆机构的可行性。I中文摘要高精度大相对孔径光学非球面检测研究关键词：光学非球面；面形检测；杠杆测量；误差；模型作者：季勇华指导老师：解滨IITheResearchofHighPrecisionLargeRelativeApertureAsphericSurfaceDetectionAbstractTheResearchofHighPrecisionLargeRelativeApertureAsphericSurfaceDetectionAbstractAsphericopticalsurfaceisthesurf

7、acewithsphericaldeviation.Becauseinasphericopticalsystem,thedesigningparametersofasphericsurfaceincludemorecomparingthesphericalandplane,theasphericsurfacehasthesystemstructuresimplification,correctiontheaberration,imagequalityimprovementandotheradvantages.Soit’swi

8、delyusedinmodernopticaltechnology.Inviewofthelargerelativeapertureopticalasphericsurfacemeasurement,coordinatemeasuringtechnologyisacommontestmet