基于SLM的CGH非球面检测技术研究

非球面论文 空间光调制器论文 相息图论文 干涉测量论文 编码论文 波面重建论文
论文详情
在光学研究领域中,非球面因其能够缩小光学系统的外型尺寸,减轻仪器重量,提高光学性能,改善成像质量等,被广泛应用于现代光学系统中;但现阶段造成非球面在应用上无法取得更大进展的制约因素却是来自其检测方法的限制,即很难实现简单、高效、准确的面形检测。计算全息(CGH)不依赖于标准非球面实体的优越性及空间光调制器(SLM)无与伦比的实时性,为非球面简单、高效、准确的面型检测提供了可能性。因此,论文主要研究了基于SLM的CGH实时非球面检测技术,全文分为六个部分:第一、对现行国内外非球面检测现状做以介绍,并针对课题确定论文的主要研究内容及重点;第二、对目前存在的非球面检测方法进行分析对比,重点研究了使用传统的CGH非球面检测方法;第三、探讨了空间光调制器的光学性质及其在光学领域的应用,进而分别对SLM的位相及振幅调制特性进行测试,并着重研究了SLM的像素结构及其对再现像的影响,并提出解决方案;第四、研究了匹配于SLM的CGH编码方式,并针对不同的相息图编码算法,讨论了其各自特点;第五、讨论了实时非球面检测的技术方案,并基于ZEMAX光学设计软件,完成匹配于被测非球面的CGH参数获取及编码,优化结果使系统剩余波相差控制在0.001五以λ内,从而方便快捷的解决了非球面检测中很难产生一个标准的非球面波前与测试光干涉的问题。第六、对课题工作做以总结与展望。论文以非球面检测技术为背景,计算全息技术为依托,对实时非球面检测过程中的几个关键技术点做了详尽的分析与研究,为实时间非球面的高精度检测提供了可靠的理论基础和实验依据。
摘要第3-4页
Abstract第4-5页
1 绪论第8-14页
    1.1 研究背景第8-9页
    1.2 国内外非球面检测究现状第9-10页
        1.2.1 CGH非球面检测现状第9页
        1.2.2 基于SLM的CGH非球面检测现状第9-10页
    1.3 课题的研究意义第10-11页
    1.4 课题研究的内容第11-13页
        1.4.1 研究工作的主要内容第11-12页
        1.4.2 研究工作的重点第12-13页
    1.5 本章小结第13-14页
2 非球面检测技术第14-23页
    2.1 非球而的定义及光学性质第14-16页
        2.1.1 非球面的定义第14-15页
        2.1.2 非球面的分类第15页
        2.1.3 非球面的非球面度第15-16页
        2.1.4 非球面的应用第16页
    2.2 非球面的检测方法第16-22页
        2.2.1 非零位检测法第17-19页
        2.2.2 零位检测法第19-22页
    2.3 非球面检测方法总结第22页
    2.4 本章小结第22-23页
3 SLM的调制特性及像素结构第23-42页
    3.1 空间光调制器第23-25页
        3.1.1 空间光调制器的原理第23-24页
        3.1.2 空间光调制器的类型第24-25页
    3.2 液晶空间光调制器的光学性质第25-35页
        3.2.1 液晶理论第25-27页
        3.2.2 SLM振幅调制特性的测量第27-29页
        3.2.3 SLM位相调制特性的测量第29-35页
    3.3 SLM的黑栅结构第35-41页
        3.3.1 SLM黑栅结构第35-36页
        3.3.2 SLM黑栅结构的影响第36-37页
        3.3.3 SLM黑栅效应的消除第37-41页
    3.4 本章小结第41-42页
4 相息图制作的理论基础第42-52页
    4.1 全息技术第42-43页
        4.1.1 计算全息技术第42-43页
        4.1.2 相息图的诞生第43页
    4.2 相息图理论基础第43-45页
        4.2.1 菲涅尔和夫琅禾费衍射第43-44页
        4.2.2 相息图分类第44-45页
        4.2.3 相息图调制原理第45页
    4.3 相息图制作的算法第45-51页
        4.3.1 直接量化算法第45-48页
        4.3.2 GS算法第48-50页
        4.3.3 平滑修正法第50-51页
    4.4 相息图的制作算法比较第51页
    4.5 本章小结第51-52页
5 基于SLM的CGH非球面检测第52-62页
    5.1 基于SLM的波面重建第52-55页
        5.1.1 平而波及其重建第52-54页
        5.1.2 球而波及其重建第54-55页
    5.2 基于SLM的CGH非球而检测方法讨论第55-57页
    5.3 匹配于被测非球面CGH的获取第57-59页
        5.3.1 获取CGH原理第57-58页
        5.3.2 实例获取第58-59页
    5.4 相息图编码第59-61页
    5.5 本章小结第61-62页
6 结论与展望第62-64页
    6.1 结论第62页
    6.2 展望第62-64页
参考文献第64-67页
攻读硕士学位期间发表的论文第67-68页
致谢第68-70页
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