本文關(guān)鍵詞：天文望遠鏡主鏡頂點曲率半徑與二次常數(shù)測量技術(shù)研究

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【摘要】：天文望遠鏡主鏡在制造的過程中由兩個重要參數(shù)完全決定鏡面形狀,頂點曲率半徑和二次常數(shù),頂點曲率半徑的測量誤差影響主鏡焦點的位置,二次常數(shù)的測量誤差影響主鏡成像時的球差。隨著現(xiàn)代光學技術(shù)的發(fā)展,對鏡面成像質(zhì)量的要求越來越高,因此主鏡的頂點曲率半徑和二次常數(shù)的準確測量對鏡面的成像質(zhì)量有著重大意義。本文分別從陰影環(huán)帶半徑計算和干涉法提取零相位點兩種方法來計算主鏡的頂點曲率半徑和二次常數(shù),主要包含以下幾個方面的研究內(nèi)容:1、介紹了細絲陰影法測量的基本原理,對求解天文望遠鏡主鏡參數(shù)的公式進行了詳細的推導,提出用奇異值分解方法求解望遠鏡主鏡的參數(shù),克服由于方程微小誤差引起的求解病態(tài)性,并通過對實驗室1.8米口徑的天文望遠鏡主鏡的算法精度仿真實驗,驗證算法的正確性。接著在對測量陰影環(huán)帶半徑時提出用陰影環(huán)帶內(nèi)外環(huán)半徑的平均值作為該陰影環(huán)帶的半徑,通過仿真說明這種方法的正確性,并解釋了這種方法造成誤差的原因。2、通過建立zemax與matlab之間的數(shù)據(jù)通信,提取陰影環(huán)帶的像素半徑仿真求解天文望遠鏡的頂點曲率半徑和二次常數(shù),從仿真結(jié)果上分析了求解誤差的來源。提出通過提高像素分辨率來提高計算的準確性,并仿真驗證了這一點。提出測量非球面鏡頂點曲率半徑的新方法,從原理和測量方法說明這種方法的可行性,并對口徑為140mm,頂點曲率半徑為573.788mm的拋物面鏡進行了實驗,分析了誤差,說明這種方法的正確性。3、根據(jù)像素求解陰影環(huán)帶半徑的缺點,提出通過干涉法提取干涉環(huán)帶的零相位點,由零相位點的像素半徑計算對應(yīng)鏡面的實際半徑,從而求出天文望遠鏡的頂點曲率半徑和二次常數(shù)。接著對這種方法進行了仿真,從仿真結(jié)果上看,這種方法比陰影環(huán)帶提取內(nèi)外環(huán)像素半徑的平均值法更為精確。
【關(guān)鍵詞】：非球面 頂點曲率半徑 二次常數(shù) 陰影法 干涉法
【學位授予單位】：中國科學院研究生院(光電技術(shù)研究所)
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TH751
【目錄】：

• 致謝4-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-10
• 第一章 緒論10-28
• 1.1 引言10-13
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-25
• 1.2.1 無像差點法13-15
• 1.2.2 細絲檢測法15-17
• 1.2.3 五棱鏡掃描測試法17-19
• 1.2.4 坐標測量法19-21
• 1.2.5 激光跟蹤儀法21-22
• 1.2.6 補償器檢測法22-25
• 1.3 天文望遠鏡參數(shù)測量方法總結(jié)及選題依據(jù)25-26
• 1.4 論文主要研究內(nèi)容26-28
• 第二章 細絲陰影測量28-40
• 2.1 細絲陰影測量法簡介28
• 2.2 細絲陰影測量法原理28-31
• 2.3 二次常數(shù)擬合求解方法31-34
• 2.3.1 奇異值求解算法31-32
• 2.3.2 算法精度仿真實驗32-34
• 2.4 陰影環(huán)帶半徑位置的確定34-37
• 2.5 測量方案設(shè)計37-38
• 2.6 本章小結(jié)38-40
• 第三章 細絲陰影計算仿真和實驗40-57
• 3.1 仿真模型概述40-41
• 3.2 仿真求解模型建立41-43
• 3.2.1 建立zemax仿真模型41-42
• 3.2.2 建立zemax與matlab之間的數(shù)據(jù)通信42-43
• 3.3 zemax仿真與matlab實現(xiàn)通信求解43-44
• 3.4 誤差分析44-49
• 3.4.1 實驗實際操作難點說明44-45
• 3.4.2 離軸誤差分析45-46
• 3.4.3 頂點曲率半徑和二次常數(shù)誤差公式推導46-49
• 3.5 頂點曲率半徑測量實驗49-55
• 3.5.1 測量原理49-50
• 3.5.2 測量方式50-52
• 3.5.3 實驗及誤差分析52-55
• 3.6 本章小結(jié)55-57
• 第四章 干涉法測量57-71
• 4.1 干涉法測量原理57-65
• 4.1.1 激光干涉掃描得到匹配環(huán)帶57-59
• 4.1.2 Zernike擬合曲面59-61
• 4.1.3 零相位點提取61-64
• 4.1.4 坐標值計算64-65
• 4.2 matlab實驗仿真65-67
• 4.3 實驗及誤差分析67-70
• 4.4 本章小結(jié)70-71
• 第五章 全文總結(jié)及展望71-74
• 5.1 論文取得的主要成果71-72
• 5.2 論文創(chuàng)新點72-73
• 5.3 研究展望73-74
• 參考文獻74-77
• 作者簡介及在學期間發(fā)表的學術(shù)論文與研究成果77

【參考文獻】

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本文編號：592136