大口徑平面光學組件面形檢測技術(shù)研究與應(yīng)用.pdf

1、在慣性約束核聚變(ICF)系統(tǒng)中的大口徑平面光學組件，具有需求量大、生產(chǎn)成本高、口徑大、面形要求高等特點。目前針對大口徑平面光學組件面形檢測的手段主要有干涉儀、瑞奇-康芒檢測法以及子孔徑拼接法等。由于這些方法中的設(shè)備往往較為龐大，完成大口徑平面光學組件傾斜姿態(tài)面形檢測的成本較高。角差法通過順序測量相鄰兩點間的法線夾角進而積分計算組件面形，可以使測量設(shè)備極大簡化，從而完成大口徑平面光學組件傾斜姿態(tài)面形檢測。本文針對基于角差法的大口徑平面光

2、學組件面形檢測系統(tǒng)，通過算法分析與模擬仿真推導出系統(tǒng)測角誤差容忍度并由此計算出激光光斑質(zhì)心定位精度要求，進而設(shè)計完成滿足工程要求的激光光斑質(zhì)心定位算法，最后對系統(tǒng)中的軟件系統(tǒng)進行了設(shè)計與實現(xiàn)。本文主要工作如下：
　　1、分析了角差法面形重構(gòu)原理，推導出系統(tǒng)的測角誤差容忍度，并計算出激光光斑質(zhì)心定位精度要求。通過分析角差法面形重構(gòu)原理，得出了角差法中測角誤差傳遞特征；通過對測角誤差傳遞過程的模擬仿真推導出測量432mm×432mm口

3、徑組件精度達到λ/3(λ=632nm)需使測角誤差≦±0.06″，根據(jù)測角原理與系統(tǒng)參數(shù)計算得光斑質(zhì)心定位精度要求為0.2像素。
　　2、設(shè)計并實現(xiàn)了一套激光光斑質(zhì)心定位算法。該算法在傳統(tǒng)灰度重心法的基礎(chǔ)之上，對圖像分割和誤差處理進行改進。通過卷積使得分割出的光斑區(qū)域圓形度優(yōu)于傳統(tǒng)方法，通過3σ誤差處理模型提升質(zhì)心穩(wěn)定性。實驗表明該算法的質(zhì)心定位精度優(yōu)于0.1像素。
　　3、設(shè)計并實現(xiàn)了一套大口徑平面光學組件面形檢測系統(tǒng)軟件