基于条纹畸变方法检测掠入射抛物面镜面形的研究

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1、硕士专业学位论文论文题目基于条纹畸变方法检测掠入射抛物面镜面形的研究研究生姓名吴刚祥马韬指导教师姓名专业名称研究方向论文提交日期光学工程光学仪器检测与测量2014年5月 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。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人承担本声明的法律责任。研究生签名：日期： 学位论文使用授权声明本人

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3、抛物面镜面形的研究摘要摘要目前对X射线掠入射抛物面镜研究较多的是其成形控制机理，而对其面形检测的研究仍然处于探索阶段。本文深入探讨了一种基于条纹反射对抛物面镜简单又高效的测量方法。利用PC机显卡的双屏功能，在其中一个显示器上显示计算机产生水平和竖直的两种情况下的正弦条纹图样，通过CCD采集待测镜反射而变形的条纹图样，并且利用四步相移法计算出相应的相位变化。然后，利用枝切法对四步相移法计算出的包裹相位进行展开。再由成像原理推导出梯度与相位变化的对应关系。由于得到的梯度场为离散梯度，需要通过数值积分（本文利用的是傅里叶变换积分法）重建面形，从

4、而完成对抛物面镜面形的测量。本文首先对实验进行模拟。主要分为两部分：第一，利用计算机实现和验证四步相移，相位展开，面形重建的关键算法。第二，模拟整个实验流程，即从变形的条纹重建出面形。然后，搭建了实验测量系统，对掠入射抛物面镜进行面形实测，采集到竖直与水平条纹，然后进行面形重建。验证了测量方法的可行性。并且分析了各种误差源对测量精度的影响。与传统的干涉测量相比较，该方法拥有成本低，结构简单，灵活度高等优点。随着CCD和显示器分辨率的提高，测量精度会进一步的提高，因此该方法拥有广阔的应用前景。本文工作为进一步的研究X射线抛物面镜面形测量提供

5、了一定的理论和技术基础。关键词：掠入射X射线抛物面镜条纹反射四步相移相位展开数值积分作者：吴刚祥指导老师：马韬II 英文摘要基于条纹畸变方法检测掠入射抛物面镜面形的研究AbstractAtpresent,mostresearchershavemainlyfocusedonthefigurationprincipleandtechnologyofX-rayparabolicmirror．However,itseffectiveandhigh-precisionshapedetectionmethodisstillatagropingstag

6、e.InthisPaper,asimpleandnovelmethodforopticalsurfacemeasurementispresented.Thebasicofthemethodistodisplayacomputer-generatedsinusoidgrayfringepatternonacomputermonitor,theverticalandhorizontalchangedphasescanbecalculatedrespectively,whichlinkstoadual-imagedPCcard.Thedefor

7、medorthogonalfringesreflectedbythemirrorundertestarecapturedbyaCCDcamera,andtocalculatethephasechangesofthefringesbyusingfour-framephase-shiftingalgorithm.ThenPhaseunwrappingforWrappedphase—maparesimulatedbyusingGoldsteinBranchcutalgorithms．Andalsowededuceacorrespondingre

8、lationshipbetweenthegradientsofmeasuredsurfaceandthechangedPhasethroughimage-formingprinciple.Be