收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

大口径非球面反射镜组合加工技术驻留时间算法研究

刘振宇  
【摘要】:非球面光学元件具有提高光学系统性能,简化系统结构,提高成像质量等优点,在现代光学系统中非球面元件有着广泛应用。根据光学的衍射理论,增大光学系统的口径是提高系统分辨率的有效手段。随着光学技术的发展,新一代的光学系统中所使用的非球面光学元件的口径越来越大,精度越来越高,对光学加工技术提出了更高要求。本文对组合加工技术进行了深入研究,通过理论分析和仿真实验与实际加工相结合,为有效提高大口径非球面反射镜加工效率和全频段面形误差一致收敛问题提供了有价值的科学根据。 目前国内外采用的计算机非球面表面成型技术(Computer ControlledOptical Surfacing,CCOS)的理论基础大多是基于Preston方程。由于大口径非球面反射镜加工的材料去除量较大,因此要求CCOS的加工过程在具备较高面形收敛效率的同时还要有较快的材料去除效率,传统的单一加工方法的去除效率不能满足大口径非球面反射镜的加工需求,因此、本文提出了采用多磨头组合加工方式同时提高面形收敛效率和材料去除效率的方法以提高大口径非球面光学反射镜研磨与抛光阶段的加工效率。同时,通过组合加工实现全频段误差的一致收敛以提高加工过程中的精度。本文在实验室已有的工作基础上主要完成了以下工作。 1、完成了组合加工技术的数学建模分析。根据经典CCOS技术数学模型建立了组合加工技术的理论模型。将加工的数学模型由反卷积卷积过程转变为矩阵求解过程。根据组合加工方法的特点分别建立了基于Tikhonov正则化方法,最小二乘法,迭代法的驻留时间求解方法。以矩阵运算为基础,在一次优化过程中同时对多个加工循环进行优化,将传统的单去除函数驻留时间求解过程进行扩展,实现多去除函数的综合优化求解过程。扩展了驻留时间求解范围,使大磨头和小磨头在加工过程中优势互补,实现对多个磨头多个加工循环的全局优化,提高了加工效率的同时抑制了中频误差的产生。通过模拟加工分析,结果表明:与经典的CCOS驻留时间求解算法相比,在加工效率明显提高的同时,RMS收敛率基本一致,同时中频误差得到明显抑制,该技术可以有效缩短加工周期,降低中频误差,具有很强的实用性。 2、将多目标优化参数引入到驻留时间求解过程。基于大口径非球面加工特点分析了加工效率中两个主要因素:材料去除效率及面形收敛效率。研究了中高频误差产生的原因,对光学系统的影响并提出评价面形中高频误差的Slope-RMS参数。同时将加工效率与中高频评价参数引入组合加工驻留时间算法中,建立全频段面形误差一致收敛的组合加工策略。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 李小燕;付兴;王鹏;段学霆;;非球面光学反射镜的装调方法[J];应用光学;2013年03期
2 周嘉穆;;大型金属非球面反射镜的镀膜工艺[J];光学工程;1979年06期
3 刘晓博;非球面反射镜的测量[J];光学技术;1989年03期
4 赵洪范;;非球面反射镜的复制[J];应用光学;1993年05期
5 程灏波;光学非球面反射镜轻量化制造技术[J];光学与光电技术;2004年04期
6 张伟;王曌;王玲;;超大口径凹非球面反射镜的动态干涉测量技术[J];哈尔滨工业大学学报;2010年07期
7 杨志勇,瞿安连,周云燕,兰李,徐涛;非球面反射镜在荧光显微镜单色光源中的应用[J];光学仪器;2005年02期
8 孙国正;郭弘其;;大口径凸非球面反射镜的检测方法[J];光学技术;2006年S1期
9 薛栋林;张忠玉;郑立功;张学军;;大口径碳化硅材料凸非球面反射镜的检验[J];光学精密工程;2008年12期
10 王孝坤;;非零位检测凸非球面反射镜的研究[J];应用光学;2012年01期
11 温忠义;非球面反射镜的自动化调整系统[J];光机电信息;1997年03期
12 李俊峰;;碳化硅凸非球面反射镜的加工与检测[J];中国光学;2014年02期
13 王能鹤,沃敏政,路敦武,王之江;用大口径和大相对孔径的非球面反射镜拍摄一步彩虹全息图[J];光学学报;1982年01期
14 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[J];光学技术;2001年06期
15 宋淑梅,陈亚,吕学峰,姚春,张红,姚国安;大口径轻质非球面反射镜制造技术研究[J];光学技术;2005年02期
16 沈正祥,郝沛明,赵文才,李可新,王鹏;凸二次非球面反射镜的自准法检验[J];红外与激光工程;2005年01期
17 吴泉英,高雪萍,朱洪兴,朱爱敏;粉尘传感器中非球面反射镜的应用与设计[J];光学仪器;2005年05期
18 张峰;;八角形离轴非球面反射镜加工[J];光机电信息;2010年12期
19 崔永鹏;何欣;;遥感仪器光学系统用非球面反射镜的支撑结构设计[J];红外;2013年10期
20 张峰;;高精度离轴凸非球面反射镜的加工及检测[J];光学精密工程;2010年12期
中国重要会议论文全文数据库 前7条
1 李锐钢;;大口径碳化硅非球面反射镜的制造技术[A];第十四届全国光学测试学术讨论会论文(摘要集)[C];2012年
2 郭培基;余景池;;大口径空间非球面反射镜加工与检测[A];中国光学学会2011年学术大会摘要集[C];2011年
3 王孝坤;;轻质离轴碳化硅非球面反射镜加工与检测[A];中国光学学会2011年学术大会摘要集[C];2011年
4 王旭;;常压电感耦合等离子体加工空间光学[A];中国空间科学学会2013年空间光学与机电技术研讨会会议论文集[C];2013年
5 张峰;;空间离轴凸非球面反射镜的加工与检测[A];中国空间科学学会2013年空间光学与机电技术研讨会会议论文集[C];2013年
6 周旭升;康念辉;李圣怡;;SiC非球面反射镜的加工[A];提高全民科学素质、建设创新型国家——2006中国科协年会论文集(下册)[C];2006年
7 杨力;;大型光学科学的支柱——现代先进光学制造技术[A];面向21世纪的科技进步与社会经济发展(下册)[C];1999年
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 刘振宇;大口径非球面反射镜组合加工技术驻留时间算法研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 王玲;拼接式大口径非球面反射镜的检测与监测技术[D];哈尔滨工业大学;2010年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978