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《中国科学院长春光学精密机械与物理研究所》 2001年
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计算机控制离轴非球面制造技术研究

王权陡  
【摘要】: 在保证像质的前提下,非球面元件的采用可以减少光学系统的复 杂性、尺寸以及重量,特别针对大口径空间遥感器,非球面元件的采 用意义尤为重要。目前,随着民用资源调查以及国防军事要求的提高, 要求空间相机的视场越来越大、分辨力越来越高,以美国最先进的 KH-13空间相机为例,其地面分辨力可达到了0.1米的水平。我们正 在开展研制的宽覆盖详查相机其技术指标也瞄准了国际最为先进的技 术水平,作为相机中的关键部件-大尺寸离轴非球面光学元件的制造 是相机研制的关键攻关技术。 本文采用以计算机控制光学表面成形(Computer Controlled Optical Surfacing)技术为核心的大尺寸非球面光学元件制造技术, 依靠自行研制的非球面数控加工中心、双测头面形轮廓仪等关键设 备,在对以往非球面数控制造技术继承与发展的基础上开展了对大尺 寸离轴非球面元件制造技术的研究。本文以空间宽覆盖详查相机中关 键光学元件—离轴三镜试验件的制造任务为主线开展了以下几个主要 方面的研究工作。 1.对CCOS技术中小磨头不同运动方式下磨头工作函数的研究; 作为CCOS的核心技术—小磨头的工作函数特性决定了CCOS的制 造效率、制造精度以及非球面元件面形误差的结构形式。我们通 过对磨头行星运动以及平转动两种运动方式下磨头工作函数特性 的研究比较,认为磨头在平转动运动方式可以更好的克服CCOS 技术易出现的中频误差。通过对平转动方式下磨头工作参数的优 化设计及工艺试验确定了最佳磨头工作函数下的磨头各工作参 数。 2.离轴非球面初始球面半径的确定; 作为近一米量级的离轴非球面其回转对称的母镜直径一般接近两 米,在我们现有的技术条件下很难完成如此大口径非球面面形的 直接铣磨成型。我们采用的技术路线是以离轴镜为主体铣磨成形 最接近球面。在论文中,我们依据加工余量最小的原则、在少有 参考的情况下确定了离轴非球面接近比较球面半径,这种确定起 计算机控制离轴非球面制造技术的研究 始球面半径的计算方法不仅适用离轴非球面,同时适用子同轴非 球面,具有较强的普遍性。 3.新型双测头面形轮廓仪的研制; 研磨阶段非球面的面形误差将由几十微米收敛到几个微米,适当 的测量方法决定了该段误差的收敛速度和精度。本文运用相对测 量原理,提出了一种具有双测量头结构形式的新型低成本非球面 面形轮廓测量仪,运用Shepard插值数据处理模型对测量数据进 行处理,使研磨阶段面形误差得到快速收敛,与可见光干涉测量 实现友好衔接。 4.零位补偿器的设计与分析; 零位补偿检验是高陡度、高精度大口径非球面的常用检验方法, 其中零位补偿器是补偿检验的关键元件,但由于对零位补偿器的 检测比较困难,而且这样的零位补偿器对装调误差非常敏感,因 而使得非球面的零位补偿检测方法具有一定不确定性。我们通过 对补偿器的合理设计、精确分析得到了离轴非球面检验用零位补 偿器。 本文通过对离轴大口径非球面制造技术中若干关键技术的细致研 究,确定了计算机控制离轴非球面各制造阶段的工艺路线、面形误差 的检验方法及评价方法,并最终成功制造出宽覆盖CCD相机的关键部 件一离轴矩形非球面第三反射镜原理试验件,为相机最终的研制成功 提供了关键基础技术保障。
【学位授予单位】:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2001
【分类号】:TP273.5

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【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 范镝;大口径碳化硅质反射镜数控光学加工的研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2004年
【参考文献】
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1 谌桂萍,杨力;计算机数控应力盘面形研究[J];光电工程;2000年03期
2 史光辉;卫星对地观测高分辨率光学系统和设计问题[J];光学精密工程;1999年01期
3 王建华,林其骏,乔桂芳;复杂型面测量中测头中心的轨迹曲面及测头半径的三维补偿[J];计量学报;1994年02期
【共引文献】
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1 陆永贵;杨建东;;光学非球面度的探讨[J];长春理工大学学报;2005年04期
2 王权陡,余景池,张学军,张忠玉;离轴非球面最接近球面半径及非球面度的求解[J];光电工程;2000年03期
3 舒锐,胡忠辉,周彦平;一种新型非球面数控抛光方法的研究[J];光学技术;2005年03期
4 沙定国,全书学,朱秋东,苏大图;光学非球面度的定义及其准确计算[J];光子学报;1995年01期
5 夏守之,邓开发,是度芳;层状火焰的计算全息[J];量子电子学报;2001年04期
6 程灏波,王英伟,冯之敬;大偏离量非球面最接近球面的确定方法[J];清华大学学报(自然科学版);2004年08期
7 徐满平,周杰;MATLAB在二元光学元件设计中的应用[J];安徽师范大学学报(自然科学版);2005年01期
8 魏世明,柴敬,李毅;岩梁小变形的光纤光栅检测方法研究[J];地下空间;2005年S1期
9 颜树华,戴一帆,吕海宝,李圣怡;二元光学器件激光直写技术的研究进展[J];半导体光电;2002年03期
10 黄山,赵华凤,俞涛,周开军,刘海涛;光纤光栅温度补偿桥式结构[J];半导体光电;2003年06期
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1 伍文;伍凡;;用计算机辅助干涉仪测试非球面[A];'99十一省(市)光学学术会议论文集[C];1999年
2 庄卫星;金轶群;;FTTH用高强度抗弯曲单模光纤[A];全国第十三次光纤通信暨第十四届集成光学学术会议论文集[C];2007年
3 董晓马;王忠辉;;智能复合材料中FBG智能夹层的研究[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集(9)[C];2007年
4 杨力;郑耀;曾志革;姜文汉;袁家虎;伍凡;;大型非球面反射镜的柔性光学制造技术[A];现代光学制造技术论文集[C];2002年
5 王术军;张保洲;;原位分光测试系统的研制[A];2004全国光学与光电子学学术研讨会、2005全国光学与光电子学学术研讨会、广西光学学会成立20周年年会论文集[C];2005年
6 范斌;杨力;袁家虎;曾志革;李晓今;;应力盘盘面变形智能控制研究[A];2002年中国光学学会年会论文集[C];2002年
7 陈世同;高洪涛;李绪友;刘利强;;光纤陀螺用光纤耦合器的制造与应用分析[A];2005年惯性器件材料与工艺学术研讨暨技术交流会论文摘要集[C];2005年
8 王鑫;宋章启;张学亮;孟洲;;Sagnac干涉式光纤水听器传感特性理论研究[A];2007年先进激光技术发展与应用研讨会论文集[C];2007年
9 梁玲;张良;;折/衍混合红外光学系统无热设计[A];2007年光电探测与制导技术的发展与应用研讨会论文集[C];2007年
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1 郭培基;补偿法检测非球面的若干关键技术研究[D];中国科学院长春光学精密机械与物理研究所;2000年
2 温海东;光折变相位图和相位元件[D];南开大学;2001年
3 石照耀;复杂螺旋曲面特征线测量的理论与技术研究[D];合肥工业大学;2001年
4 冯文毅;光学子波并行处理技术及应用研究[D];清华大学;1999年
5 李凤有;激光直写光刻技术研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2002年
6 郑龙江;光纤式海藻叶绿素a浓度的荧光测量理论与实验研究[D];燕山大学;2002年
7 苏绍璟;大量程纳米级光栅位移测量理论及关键技术研究[D];国防科学技术大学;2001年
8 杨华勇;反射式强度型光纤传感器强度调制特性的数学模型与关键技术的研究[D];国防科学技术大学;2002年
9 陈浪;基于形状特征的自由曲面CAD重构理论及应用研究[D];重庆大学;2002年
10 鞠挥;用于生化分析的光谱仪微小型化的研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2003年
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2 蔡海云;三坐标机复杂曲线曲面轮廓度自适应评价方法的研究及软件开发[D];西安理工大学;2000年
3 姜瑞;三坐标机三维自由曲面轮廓度自适应评定方法的研究及软件开发[D];西安理工大学;2001年
4 吴向阳;基于逆向工程的模型重构系统研究[D];西北工业大学;2001年
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6 周庆才;飞轮赤圈总成圆跳动检测技术研究[D];长春光学精密机械学院;2001年
7 冯(吉吉)(王君);半导体激光器与锥形光纤耦合技术研究[D];西安电子科技大学;2002年
8 周承湖;光纤光栅在建筑物应变测量中的应用[D];北京工业大学;2002年
9 张殿文;亚波长衍射光学元件增透特性的研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2002年
10 朱成禹;电寻址空间光调制技术的研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2002年
【同被引文献】
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1 王鹏,赵文才,胡明勇,张海洪,郝沛明;离轴凸非球面的Hindle检测[J];光学精密工程;2002年02期
2 单宝忠,王淑岩,牛憨笨,刘颂豪;Zernike多项式拟合方法及应用[J];光学精密工程;2002年03期
3 张伟,刘剑峰,龙夫年,王治乐;基于Zernike多项式进行波面拟合研究[J];光学技术;2005年05期
4 程灏波;;零补偿干涉检测实现及误差量规律[J];哈尔滨工业大学学报;2006年08期
5 周晨波;Ronchi线条法检验大非球面镜的理论计算[J];应用光学;1997年05期
6 杜建军;高栋;孔令豹;姚英学;;光学自由曲面误差评定中匹配方法的研究[J];光学精密工程;2006年01期
7 程灏波;精研磨阶段非球面面形接触式测量误差补偿技术[J];机械工程学报;2005年08期
8 王权陡,余景池,张学军,张忠玉;离轴非球面最接近球面半径及非球面度的求解[J];光电工程;2000年03期
9 任剑峰,饶长辉,李明全;一种Hartmann-Shack波前传感器图像的自适应阈值选取方法[J];光电工程;2002年01期
10 叶红卫,鲜浩,张雨东;对Hartmann-Shack波前传感器平移误差的研究[J];光电工程;2003年02期
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1 王占山;;极紫外光刻给光学技术带来的挑战[A];2006年全国光电技术学术交流会会议文集(B 光学系统设计与制造技术专题)[C];2006年
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1 彭小强;确定性磁流变抛光的关键技术研究[D];国防科学技术大学;2004年
2 蒋志凌;哈特曼波前传感器特性和应用研究[D];中国科学院研究生院(武汉物理与数学研究所);2005年
3 刘华;利用曲面计算全息图检测非球面[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2006年
4 粟时平;多轴数控机床精度建模与误差补偿方法研究[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2002年
5 王贵林;SiC光学材料超精密研抛关键技术研究[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2002年
6 司鹄;磁流变体的力学机理研究[D];重庆大学;2003年
7 郑立功;离轴非球面CCOS加工过程关键技术研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2003年
8 尹自强;超精密直线度测量及表面微观形貌分析研究[D];国防科学技术大学;2003年
9 范镝;大口径碳化硅质反射镜数控光学加工的研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2004年
10 孙希威;磁流变抛光机床数控系统关键技术研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
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1 庞永杰;计算全息法检测凹非球面研究[D];昆明理工大学;2008年
2 张喜明;自由曲面造型方法及数控加工轨迹研究[D];华北电力大学;2001年
3 王毅;CCOS技术中磨头工作函数优化设计及工件去除量函数曲线的模拟[D];苏州大学;2003年
4 李爱民;计算机控制小工具研抛的去除特性及工艺研究[D];国防科学技术大学;2003年
5 王勤;非球面复制成型技术的研究[D];苏州大学;2005年
6 康念辉;大中型非球面磨削成型的理论与实验研究[D];国防科学技术大学;2004年
【二级参考文献】
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1 史光辉;具有两次透射的无光焦度校正透镜组的准施密特系统[J];光学学报;1998年03期
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1 ;光学工艺 光学加工工艺与设备[J];中国光学与应用光学文摘;2006年05期
2 沈为民,吴泉英,薛鸣球;神光Ⅲ强激光光束远场诊断系统光学设计[J];光子学报;2004年08期
3 孔祥蕾,郝沛明,周士康,李海洋;非球面反射型扩束器的研究[J];量子电子学报;2001年S1期
4 ;文摘[J];光机电信息;1996年07期
5 蔡邦维;激光平面干涉仪中非球面物镜的设计与制作[J];激光杂志;1982年01期
6 陈海清;;一个表面为非球面的象差平衡折反射式透镜[J];红外与激光工程;1986年03期
7 张学军;计算机控制使非球面加工不再成为难题[J];光机电信息;1997年01期
8 侯溪,伍凡,吴时彬,陈强;以环形子孔径扫描法测量大口径非球面的研究[J];光电工程;2004年09期
9 田静怡,巩马理,闫平,崔瑞桢,韦宁;0.85数值孔径双非球面单片物镜的设计[J];激光技术;2005年02期
10 Donald Golini,高国龙;用非球面镜改进你的图象[J];红外;1999年04期
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1 魏明月;张新宇;张天序;;非球面凹透镜阵列的设计制作与性能研究[A];第九届全国光电技术学术交流会论文集(下册)[C];2010年
2 汤霞靖;姚克;;不同设计非球面人工晶状体临床应用效果评价[A];2007年浙江省眼科学术会议论文集[C];2007年
3 蔡可丽;吴晓莉;;Acrysof IQ非球面人工晶状体与蓝光滤过型Acrysof Natural人工晶状体的对比性临床研究[A];中华医学会第十二届全国眼科学术大会论文汇编[C];2007年
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5 郑丹莹;吴文捷;梁景黎;;黄色非球面人工晶状体术后视觉质量恢复的临床研究[A];中华医学会第十二届全国眼科学术大会论文汇编[C];2007年
6 爱尔康;;关注视觉质量——非球面人工晶体[A];浙江省中西医结合学会眼科专业委员会第十次学术年会暨省级继续教育学习班论文汇编[C];2007年
7 张洪洋;郭海科;金海鹰;;非球面和球面人工晶状体植入后高阶像差的比较研究[A];中华医学会第十二届全国眼科学术大会论文汇编[C];2007年
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9 宋慧;汤欣;;植入非球面人工晶状体后临床视功能的评估[A];中华医学会第十二届全国眼科学术大会论文汇编[C];2007年
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1 于树森 董娟;云南建成光电非球面物镜生产线[N];中国电子报;2001年
2 记者 胡文华;非球面激光矫正术治疗近视效果明显[N];中国医药报;2006年
3 陶毓敏 夏冠斌;非球面多焦人工晶体植入术完成[N];健康报;2006年
4 姜楠 石明山 记者 李林岩;离轴三反光学系统获重大突破[N];吉林日报;2010年
5 武汉艾格眼科医院 刘保松;非球面人工晶体植入效果更好[N];健康报;2009年
6 罗松保;我国先进制造技术取得新突破[N];中国航空报;2003年
7 记者 张亮;博士伦推出新型激光矫正技术[N];科技日报;2006年
8 于寅虎;DVD关键件本地化进行时[N];中国电子报;2003年
9 本报记者 屈明光 李倩;非球面光学技术 冰点下的新对峙[N];经济参考报;2002年
10 ;人工晶体并非越贵越好[N];健康报;2007年
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1 郑立功;离轴非球面CCOS加工过程关键技术研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2003年
2 王权陡;计算机控制离轴非球面制造技术研究[D];中国科学院长春光学精密机械与物理研究所;2001年
3 陈善勇;非球面子孔径拼接干涉测量的几何方法研究[D];国防科学技术大学;2006年
4 王璐;非球面人工晶状体波前像差的实验研究[D];天津医科大学;2009年
5 李森森;离轴全息透镜型波分复用元件的设计与制作[D];厦门大学;2007年
6 孙旭涛;应用自由曲面的超薄投影显示系统理论和实验研究[D];浙江大学;2008年
7 崔治;磁流变液装置研究及其在非球面研抛中的应用[D];吉林大学;2009年
8 贺新升;电流变抛光设备开发与关键技术研究[D];吉林大学;2009年
9 张学成;磁射流抛光技术研究[D];国防科学技术大学;2007年
10 周旭升;大中型非球面计算机控制研抛工艺方法研究[D];国防科学技术大学;2007年
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1 郜勇;机载头盔瞄准/显示器光学系统的研究[D];南京航空航天大学;2003年
2 雷华;非球面铣磨机的设计及其数控加工轨迹算法模块的开发[D];南京理工大学;2004年
3 倪颖;小型非球面轮廓测量仪的原理和应用[D];苏州大学;2003年
4 张宝安;小型非球面加工与检验[D];苏州大学;2002年
5 伍凡;大相对孔径无焦非球面系统检测方法研究[D];电子科技大学;2003年
6 白雪莲;液晶电视用于计算全息非球面测试技术的研究[D];南京理工大学;2004年
7 顾敏芝;一种高效非球面研抛法的研究[D];浙江大学;2004年
8 王鹤岩;轨迹补偿法加工非球面光学零件新技术的研究[D];长春理工大学;2002年
9 李向荣;非球面检测仪的研制[D];长春理工大学;2002年
10 吴中林;离轴反射全息在彩色图像显示中的应用[D];苏州大学;2002年
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