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环形抛光在线面形监测技术的研究

刘小颂  
【摘要】:移相干涉术是目前公认的测量精度最高的光学检测方法之一。光学车间内环境复杂,实现车间内在线检测光学零件难度巨大。而动态移相干涉测量技术直接解决了这一难题。动态移相干涉测量技术利用同步的相位移动,隔离了车间振动带来的大部分误差。 神光Ⅲ点火计划是我国关于激光打靶实现核聚变的重大项目。钕玻璃在神光Ⅲ主机中大量应用,钕玻璃的加工任务紧迫而艰巨。然而钕玻璃在传统环形抛光生产过程中,面形难以控制。反复的抛光加工和离线检测给钕玻璃的生产效率的提高带来了巨大的困扰。本课题主要研究了一种车间在线的实时监测钕玻璃抛光面面形变化的技术,以掌握钕玻璃抛光过程中面形的变化情况和提高钕玻璃的生产效率为目的。文章首先对现代钕玻璃加工现状进行了概述,并分析钕玻璃环形抛光加工中面形难以控制的难点。在比较不同的移相技术和算法的基础上,提出了利用动态移相干涉测量技术来实现钕玻璃车间在线检测的方案。在设计方案的基础上,搭建了一种基于4D动态干涉仪的在线检测实验系统。在钕玻璃样品环形抛光过程中,提出了利用陪抛片面形的变化,实时监测工件抛光面面形变化规律的方法,而陪抛片面形变化通过上下表面自干涉来实时监测。采集了不同时刻陪抛片的自干涉条纹图和波面测试数据,并和钕玻璃工件离线检测作对比,初步找出了陪抛片和工件的面形变化的联系以及合理的加工条件。


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