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数字全息术用于光学元件表面缺陷形貌测量

更新时间:2019-12-25 09:55:21 大小:2M 上传用户:zhiyao6查看TA发布的资源 标签:数字全息术 下载积分:1分 评价赚积分 (如何评价?) 打赏 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

利用像面数字全息显微术对光学元件表面缺陷的三维形貌测量进行了理论及实验研究。设计并搭建了相应光路系统记录全息图,采用角谱算法数值重建物光场,通过相位修正消除了系统误差引入的波前畸变,获得了经过待测光学元件表面缺陷调制的物光相位分布,并根据建立的相位分布与表面缺陷面形的关系模型计算得到缺陷三维形貌。实验以多个划痕和麻点等常见表面缺陷作为测量对象,分别获得了它们的三维形貌,以其中一条实际宽度为35μm、深度为270nm的划痕为例,测量得到该划痕的宽度为35.21μm,平均深度为267.6nm,与真实值相比,横向测量误差为0.6%,纵向测量误差为0.9%。实验结果证实该测量方法是有效、可靠的,能够准确测量光学元件表面缺陷的三维形貌,因而有助于判断光学元件损伤程度以及分析缺陷对系统波前的影响,对保障高功率激光装置的安全正常运行有重要意义。


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光学 精密工程  
25  
3  
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eein  
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ꢀ ꢀ  
2017  
017  
ꢀ ꢀ  
( )  
10001578  
文章编号  
数字全息术用于光学元件表面缺陷形貌测量  
竹 姜宏振  
旭 陈  
( ,  
中国工程物理研究院 激光聚变研究中心 四川 绵阳  
621900  
。  
摘要 光学三维形量进行了理  
, , ,  
系统系统光学  
, 。  
立的维形验  
等常见表测量对获得三维形为  
35 m  
μ
为  
平均为  
1 m  
, ,  
为  
26m  
6%  
27m  
μ
、 , ,  
量光学三维形而  
为  
9%  
系统意义  
; ; ; ;  
字全息量 光学缺陷 修正  
文献标识码  
中图分类号  
1  
ꢀꢀ  
788 O 0172503 0576  
ꢀꢀ  
asurfacin h  
g py  
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g g  
CHEhu NG n zhen U Xu HEo  
, , ,  
arcenon indem o Eneein 21900 ina  
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rrendin author l i hz003 m  
tract n ordeasurhrerostructurfacfectal  
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nen ovasuin ased on ne hrosco  
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DI sental deal atm wo  
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late facfects btine edun thelansi  
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frfac rostructurface  
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fectetenere scratchend asure.  
ꢀ ꢀ ꢀ  
cratch th wdt m an he asuin resus  
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μ
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ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ  
μ
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3D rostructurfacfecteaibl ccuratel  o  
ꢀ ꢀ ꢀ ꢀꢀ ꢀ ꢀ  
nenluencfacfects tf  
j gp y ꢀ ꢀ  
ꢀ ꢀ  
reancnsuraseecut runnin .  
ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ  
g y g  
Ke wrds rosco  
g p y  
threrostructure asurnt al  
ꢀ ꢀ  
nent sufacfects asorrecn  
修订日期  
201.  
收稿日期  
2010  
- -  
ꢀꢀ  
基金项目 家科题  
01XXX  
ꢀꢀ  
, :  
用于光学缺陷测量  
ꢀꢀꢀꢀ  
577  
机数值模物  
场的振幅的三维重构  
引 言  
ꢀ ꢀ  
方法 不对光学造  
工工件  
; 、  
损伤 具有测量 优  
、 。  
存在痕 麻光  
以能现光学线  
5  
系统中 这些缺陷对光射  
测  
12  
破坏光场性 降低量  
功  
为实现光学缺陷的三维形貌  
, ,  
激光中 光均  
测量 本文基于像的  
性差 学系统光学成  
测量方法 通过位获得差后  
34  
损伤风险 危害统的行  
重建光场的建立光学  
, ,  
因此 缺陷的形构 以  
陷  
便准确光学损伤度以缺陷  
貌  
对系统影响  
常见的光学布  
光学元件面缺陷三维形貌检  
稀疏此要法具  
测原理  
、 。  
特点 测  
56  
方法 场成像法  
此要能  
数字全息记录再现  
1  
测量缺陷能  
( , )  
器  
为 的光  
λ
x  
, ,  
不能完整构缺陷的三维形因此难准  
)  
在一离轴利  
的参光  
x  
形 态 尺 寸 缺 陷 对 光 场 的 影  
, :  
度分为  
CCD  
78  
用的三维形显  
)  
Ix R OO  
| | | |  
0  
AFM  
镜  
基于 光 学 轮  
()  
AFM  
具有 但 逐 点  
等  
: ;  
项对应全场中的 后两  
扫描的测量方式降低率 而且最扫  
波 代原始的  
-1  
应  
和  
+1  
距离仅有形  
)  
实像  
x  
( , )  
涉  
x  
像  
2  
法  
具 有 和  
。 ,  
于采用离轴参光存在一定角  
通  
中  
使  
项的位置通过滤波  
效率陷  
基于衍  
取出的  
-1  
求  
用数如  
的重构方法重建光场 假设距离为  
CCD  
使现光波  
( , )  
距  
x  
光 学 干 板  
CMS  
处的场的复布  
字记体信息干  
( , )  
为  
′ ′  
, ,  
的复振幅信息 通过计  
-1  
, ·  
·  
ex  
kd -  
ꢀ  
()  
 F F I x x  
λf  
) (  
λf  
]}  
-1  
中  
换  
面数字全息微术的成像分率  
2  
成像系统测量用中  
( , )  
标  
f  
参数 类  
( , )  
′ ′  
对数化的像复布  
及像的成像  
以分出其相信息  
进行了对比分显  
Im  ′  
(  
)]  
′ ′ rctn  
()  
3  
Φ
 ′  
)]  
系统之间镜  
(  

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