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1、激光差动共焦干涉元件参数测量关键技术周楠2016年1月中图分类号：TH741.1UDC分类号：681.7激光差动共焦干涉元件参数测量关键技术作者姓名周楠学院名称光电学院指导教师陈凌峰副研究员答辩委员会主席赵维谦教授申请学位工学硕士学科专业仪器科学与技术学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2016年1月ThekeytechnologyoflaserdifferentialconfocalinterferencemeasurementforelementparametersCandidateName:ZhouNanSchoo
2、lorDepartment:SchoolofOptoelectronicsFacultyMentor:Ass.Prof.ChenLingfengChair,ThesisCommittee:Prof.WeiqianZhaoDegreeApplied:MasterofEngineeringMajor:InstrumentEngineeringDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence:January，2016研究成果声明本人郑重声明：所提交的学位论文是我本人在指
3、导教师的指导下进行的研究工作获得的研究成果。尽我所知，文中除特别标注和致谢的地方外，学位论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京理工大学或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的合作者对此研究工作所做的任何贡献均已在学位论文中作了明确的说明并表示了谢意。特此申明。签名：日期：摘要随着如激光核聚变系统和紫外光刻机等国防、前沿科研技术领域的发展,对于球面元件参数的测量精度也随之提高。另外,光学元件的高精密加工是以高精度的检测为支撑的,检测精度在很大意义上决定了元件的加工精度。因而,与之相
4、关的球面元件参数的高精度测量技术及其仪器化研究,具有重要的理论研究意义。针对球面元件参数的高精度检测难题，本论文研究并建立了激光差动共焦干涉元件参数测量系统。该系统把激光差动共焦理论与移相干涉理论进行有机融合，设计并搭建了激光差动共焦元件参数综合测量光路，其利用激光差动共焦原理实现对球面元件猫眼与共焦位置的精确定位从而实现球面元件曲率半径的高精度测量；同时，利用五步移相干涉测量技术实现对球面元件面形的高精度检测，进而实现球面元件曲率半径和面型的高精度同时测量。本论文主要研究内容为：1）分析激光差动共焦曲率半径测量原理与移
5、相干涉面形测量原理，并将二者有机融合，构建激光差动共焦干涉元件参数测量光路。2)优化激光差动共焦干涉元件参数测量系统光路:在光学设计仿真软件Zemax中构建了系统仿真模型,根据系统要求,对系统所用的准直镜实现仿真设计,分析系统中两模块在光路中的相互影响。3）完成系统的机械结构设计：利用Solidworks软件对系统结构中用到的机械结构件进行设计，完成系统的搭建。4）实验验证及误差分析：验证所研制测量系统的有效性及其技术性能，并依据实验，分析干涉测量模块与曲率半径测量模块之间的相互影响。关键词：差动共焦曲率半径移相干涉面形
6、检测IAbstractAsthedevelopingofthefrontierresearchfieldssuchaslaserfusionsystemandtheultravioletlightengravingmachine,therequirementsforthesphericalcomponentparametermeasurementaccuracyisincreasinglyhigher,ofwhichthecurvatureradiusandsphericalsurfaceshapeparameterso
7、fsphericalelementplayavitalroleinmanyhighprecisionscientificresearchproject.Inaddition,thehighaccuracymeasurementofthesphericalelementisverycrucialfortheopticalmanufacture,astheprecisionoftheopticalmanufacturedependslargelyonmeasurementprecision.Therefore,thehigh
8、precisionmeasurementtechnologyanditsequipmentresearchforthesphericalelementparametersareofgreatsignificance.Tosolvethisproblem,inthispaper,weestablishthediffer
