高精密光学元件磨床的加工与检测系统的开发

高精密平面磨床是加工光学非球面元件的一种重要途径.出于通用性和效率的考虑,开发一套面向光学非球面元件的高精密平面磨床的加工与检测系统,以此来实现光学非球面元件的精密加工.以自行开发研制的四轴数控高精密平面磨床为研究基础,采用模块化设计,选用Delphi 7为开发语言,运用Delphi 7和Matlab混合编程技术,搭建了加工与测量系统,实现了光学非球面元件的磨削加工、面形测量、磨削补偿以及环境检测等.实验结果表明,该系统可以满足光学元件的精密加工及检测,并具有较高的工作效率.     

大量程高精度非球面光学元件检测平台设计

针对目前高精度,大量程的非球面检测需求,综合考虑各部件对平台精度的影响,完成了对平台的机械系统,探测系统和运动控制系统的设计.该非球面光学元件检测平台采用花岗岩框架结构,以增加整体结构的刚度,减小自身热变形引起的几何误差.系统的探测系统采用了接触/非接触式双重测量的检测方法,既提高了测量的速度,又增加了测量数据的可靠性.运动控制系统则采用运动控制卡+伺服电机的三轴联动的开放式运动控制方式,满足了高精度非球面光学元件的检测需要.     

高精度非球面制造系统控制软件的设计

根据高精度非球面制造及测量的需求,设计并实现了高精度非球面制造及测量系统的控制软件．系统基于工控PC机和Windows98操作系统,并选用Delphi6．0和Visual Fortran作为开发工具．系统采用在线误差补偿加工技术,选择平面砂轮和圆弧砂轮两种加工方式．可达到加工高精度光学非球面镜的要求．     

光学非球面的超精密加工技术及非接触检测

针对亚微米级及亚微米级以下的光学硬脆性非球面器件难加工问题,分析了光学非球面的形状精度和应用,讨论了其超精密加工原理和方法及非接触检测手段．结果表明,精密数控机床、硬脆性材料延性域加工原理和超精密检测是光学非球面超精密加工的技术保证．     

利用部分补偿透镜进行非球面面形测量

提出用部分补偿透镜进行非球面检验的方法.对部分补偿透镜的设计方法和要求进行了研究,针对3种不同参数的非球面设计了部分补偿透镜,结构比零补偿器更简单.分析了各种部分补偿透镜的非球面度补偿范围,证明用简单且易于制造的部分补偿透镜补偿不同相对孔径和非球面度的非球面.测量精度可达到λ/10.     

非球面光学零件超精密加工技术

<正>非球面光学零件是一种非常重要的光学零件,常用的有抛物面镜、双曲面镜、椭球面镜等。非球面光学零件可以获得球面光学零件无可比拟的良好的成像质量,在光学系统中能够很好的矫正多种像差,改善成像质量,提高系统鉴别能力,它能以一个或几个非球面零件代替多个球面零件,从而简化仪器结构,降低成本并有效的减轻仪器重量。     

一种微型变焦系统的设计

为适应某些特殊领域对微型化和简单化的需要,运用光学设计软件CODEV,在传统机械补偿式变焦镜头的基础上,结合非球面透镜理论,设计了一个可见光波段的只有一个移动镜的4片式微型变焦系统。此系统具有结构简单、精度高、成本低、体积小等特点,可满足在变焦范围内连续清晰成像的要求。     

塑料光学模板的二元光学设计和制作

介绍了用于科生塑料光学模板的二元光学技术，衍射原理是设计塑料光学模板的理论基础，讨论了标量衍射理论和耦合波近似理论。用模拟退火算法优化了塑料光学膜的浮雕表面，模板的制作借鉴了超大规模集成电路的制作设备，并用二元光学技术设计了单焦和双焦塑料透镜的模板。     

塑料光学模板的二元光学设计和制作

介绍了用于产生塑料光学模板的二元光学技术，衍射原理是设计塑料光学模板的理论基础，讨论了标量衍射理论和耦合波近似理论。用模拟退火算法优化了塑料光学掩膜的浮雕表面，模板的制作借鉴了超大规模集成电路的制作设备，并用二元光学技术设计了单焦和双焦塑料透镜的模板。     

旋转轴对称曲面的数学-光学性质研究

旋转轴对称曲面可以分为高次曲面和二次曲面。通过计算得出了它们子午截线的顶点曲率半径、子午法线像差、比较球面、非球面度以及非球面度梯度。从费马原理出发推导得出反射无像差点和透射无像差点二次曲面的方程式,分析了在反射无像差点时不同物距和像距情况的曲面面形,以及在平行光入射,且偏心率e=n／n’时透射无像差点的曲面面形和成像情况。这些特性对非球面光学系统设计、光学加工、光学检验方案的制定都有指导意义。     

凸透镜成像演示装置再改进

中学物理中,学生对于凸透镜成像中＂倒立＂的理解存在很大的障碍。针对这个问题,通过研究、设计、制作了一套具有＂分步骤、立体化、整体、动态＂的演示效果的凸透镜成像装置,能帮助学生克服理解上的障碍,让学生真正理解凸透镜成像的实质。     

采用轴棱锥检测涡旋光束拓扑电荷数的方法

基于基尔霍夫衍射积分理论,分别推导涡旋光斜入射轴棱锥与凸透镜后的衍射光场表达式.提出一种利用轴棱锥检测光束拓扑电荷数信息的简单可行方案,并将此方案与凸透镜聚焦斜入射涡旋光方案进行对比.研究结果表明:应用轴棱锥聚焦斜入射涡旋光检测拓扑电荷数信息的方式无需对检测点进行严格定标,实际检测工作中该方案更具备灵活性,适用性也更为广泛.通过对设计实验进行验证,实验与理论基本吻合.     

关于几何光学成像问题的几点讨论

通过对平面镜、凹透镜、凸透镜的成像讨论,从而得出平面镜和凹透镜既能成虚像,也能成实像;凸透镜既能成放大的虚像,也能成缩小的虚像.     

支持向量机的凸优化求解

支持向量机(SVM)是一种基于统计学习理论的机器学习方法,由于其优越的学习性能,已经成为当前模式识别、数据挖掘、大数据处理等机器学习领域的研究热点.查阅相关同类文章,发现其中对SVM理论中公式,如距离函数d、拉格朗日函数L(w,b,α)、二次凸优化函数f(x)等的来龙去脉缺少细致的阐述.本文对SVM理论中典型的线性最优二分类问题的求解进行了完整的推导,并给出了对岩屑岩性分类识别的结果,也为今后的非线性多类模式分解作出铺垫.     

多点切触加工在复杂凸曲面中的应用

针对目前多点切触加工主要应用于复杂凹曲面这一现状,以汽车顶盖曲面为例,对一般性复杂凸曲面的多点切触加工进行了深入研究.先利用逆向工程技术由散乱点云数据建立了凸曲面的几何模型,然后利用旋转法对不同走刀方向下的刀位误差分布,以及一些关键参数对刀位误差分布的影响规律进行了深入分析,结果指出,在对凸曲面进行多点切触加工时,一般只有使圆环面刀具沿着凸曲面的最大主曲率方向进给,刀具表面和凸曲面之间才有可能达到两点切触,这和凹曲面多点切触加工时的情况是完全相反的.仿真和实际加工表明,将多点切触加工理论应用到复杂凸曲面上,加工效率得到明显提高,约为UG算法的2.3倍.     

一种全息光栅曝光系统结构

采用双透镜组的结构引入补偿镜,使工作波长和装调波长共像面。采用有限元分析方法对机械系统的设计结果进行模态分析,结果表明,该曝光系统具有较高的波前质量和系统稳定性。     

平行光管内凸透镜焦距的测量方法

介绍一种测量平行光管内凸透镜焦距的测量方法 .该方法无需昂贵的仪器设备 ,亦无需拆开平行光管 ,只以平行光管一端的狭缝为“桥”巧妙地实现了对另一端凸透镜焦距的测量     

夫琅禾费单缝衍射法测透镜焦距的研究

主要采用激光作为光源,通过不同的接收方法（白屏和测微目镜）,测量了透镜的焦距,同时与自准直法获得的结果进行比较,结果表明采用白屏和测微目镜作为接收屏取得的实验结果更精确.因此,给出了可靠的测量透镜焦距的方法.     

非接触法利用牛顿圈测量透镜的曲率半径

用非接触法测量透镜的曲率半径，可以避免透镜与标准件接触对透镜表面造成的损伤，有利于提高精密仪器的制造精度。用CCD接收图像，由计算机进行条纹判读和数据处理，更可大大提高测量精度，并且适用于大批量器件的快速检测。     

端面研磨Nd:YAG晶体棒热透镜焦距测量

主要分析和测量端面研磨凹面的Nd:YAG激光晶体棒的热透镜焦距。实验通过He-Ne光测试法,分别测量了不同功率下的端面研磨和未研磨晶体棒的热透镜焦距,并通过作图比较二者的热透镜焦距随泵浦功率变化情况,得出随着泵浦功率的增大,热透镜焦距逐渐减小的结论。文中对未研磨晶体棒热透镜焦距进行了理论和实验值的比较,曲线情况基本相符,故根据理论计算出补偿热透镜效应所需要的晶体棒的研磨半径。由于通过理论计算得出的研磨半径在实验过程中出现了出光阈值高,输出功率降低等一些现象,不利于生产的需要,故在实际经验的指导下,增大了晶体棒的研磨半径。结论指出端面研磨晶体棒的方法在一定条件下能对激光晶体棒的热透镜效应进行补偿,对大功率固体激光器的研发有一定积极作用。