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波前检测技术的研究

冯胜  
【摘要】: 径向剪切干涉技术是将待测波面由径向剪切干涉仪分别放大和缩小成不同倍数的两波面后再相互叠加的区域产生干涉条纹,然后通过干涉条纹对波前的相位分布进行检测的一种干涉计量技术。径向剪切干涉技术在系统光路中不需要设置专门的参考光,不仅具有高精度,同时还具有对环境扰动和机械振动不敏感的优点。 本文构建了一种简单、紧凑、具有较高测量精度和波面复原能力、适用于动、静态波面检测的径向剪切干涉系统,该系统可以从单幅干涉图同时重构波面位相分布和波面振幅分布,适用于激光波面检测。 本文主要的研究工作有: 1.论述波前畸变检测的重要意义,并通过激光波面的特点及当前国内外波前检测技术的分析,在分析几种径向剪切干涉仪基础上,对径向剪切干涉系统光路进行了改进,搭建了一台用于动、静态波前畸变检测的径向剪切干涉仪,采集到了较好的干涉图样。并对光路快速调整提出了一些好的方法。 2.在对径向剪切波面的特征进行分析的基础上,阐述了波面迭代重构算法的数学模型,根据该数学模型编写了波面相位和振幅的重构算法。通过数值仿真,验证了该算法的正确性和可靠性。 3.在CCD自带软件开发包的基础上,开发了CCD的波面检测图像采集软件,该软件可自动读取并保存CCD所采集的干涉图样,具有较好人机对话界面。 论文就波前光束特性的高分辨率诊断提供了较完整的数学推理模型、精度较高的检测装置,在相关领域具有广泛的应用前景。


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