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1、学号：S100200148基于位移传感器的折射率测量系统研究侯利杰硕士学位论文基于位移传感器的折射率测量系统研究研究生姓名：侯利杰学科、专业：光学工程二○一二年三月分类号：TN202密级：可公开UDC：681.7编号：基于位移传感器的折射率测量系统研究Researchoftherefractiveindexmeasurementsystembasedondisplacementsensor学位授予单位及代码：长春理工大学(10186)学科专业名称及代码：光学工程(0803)研究方向：现代光学技术及工程应用申请学位级别：硕士指导教师：
2、向阳教授研究生：侯利杰论文起止时间：2011.9—2012.12摘要对折射率的检测是提高光学仪器质量的前提，是研究光学系统成像质量的重要参数。本文设计了一种新的测量折射率的方法和装置，基于光学成像原理，利用光学平板成像规律，找到待测折射率与系统光学元件的调焦量的关系，将传统的折射率与角度的关系转变为折射率与轴上位移的关系。测量方法简化，非接触测量，是集光、机、电、算于一体的高性能精密测量仪器，本文首先介绍了折射率测量系统的工作原理，并用Zemax软件设计了光学系统。本文采用三片式摄影物镜系统，有效焦距f为45mm，F数为4，全视场角
3、为8°，采用1/3inchCCD作为图像接受器件，像元尺寸为6.35um×6.35um,根据仪器的使用特点，光学系统满足使用要求。接下来对精密机械机构进行了详细的阐述，并给出了设计结果，最后进行了误差精度分析，系统的精度达到了0.00885mm，满足仪器的使用要求。关键词：折射率光学系统误差ABSTRACTTherefractiveindexofthedetectionisimprovingtheopticalinstrumentqualityonthepremise,anditistheresearchoftheimportant
4、parametersoftheimagingqualityoftheopticalsystem.Thispaperdesignsanewrefractiveindexmeasurementmethodanddevice,anditisbasedontheprincipleofopticalimaging,usingofopticalflatpanelimagingrule,findingtherelationshipbetweenthemeasuredindexofrefractionandsystemopticalcomponen
5、tsoffocusingamount,therelationshipofthetraditionalrefractiveindexandtheangleistransformedintotherelationshipoftherefractiveindexandtheaxialdisplacement,simplemeasuringmethod,non-contactmeasurement,anditissettotheintegrationofoptical,machine,electricofhighperformancepre
6、cisionmeasuringinstruments.Firstlythispaperintroducestheworkingprincipleoftherefractiveindexmeasurementsystem,anddesignedtheopticalsystembyusingZemax.Thissystemusedthreepiecephotographicobjectivelenssystem,theeffectivefocallengthofthesystemis45mm,theFnumberandthefullfi
7、eldofviewangleare4and8°respectively.Theimagesensorofthelensis1/3inchCCD,whosepixelsizeis6.35um×6.35um,accordingtothefunctionalqualitiesoftheapparatus,thesystemmeetstherequirement.Next,thispaperdetailstheprecisionmachinerystructure，andgivesthedesignresults,finally,analy
8、sistheerrorprecision.TheprecisionofthesystemcanreachAAmicron.Anditcanmeettheequipmentrequirements.Keywords:indexofref
