本文關(guān)鍵詞：基于聯(lián)合變換相關(guān)原理的光學(xué)定心技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著科技的發(fā)展,光學(xué)鏡頭在航空航天、國(guó)防軍事、工業(yè)檢測(cè)以及半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用,并且對(duì)于其性能的要求也越來(lái)越高。光學(xué)鏡頭生產(chǎn)過(guò)程中的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題是控制透鏡裝配過(guò)程中的中心偏差。透鏡中心偏差是影響光學(xué)鏡頭性能的主要因素之一,從透鏡的磨邊、膠合、檢驗(yàn)以及裝配,到光學(xué)系統(tǒng)性能的測(cè)試,中心偏差的存在都不可忽視。許多對(duì)系統(tǒng)性能要求很高的系統(tǒng),如衛(wèi)星攝影測(cè)量系統(tǒng)、投影光刻物鏡等對(duì)裝調(diào)誤差有嚴(yán)格限制,都需要其中心偏差盡可能的小。傳統(tǒng)的光學(xué)系統(tǒng)定心方法已經(jīng)不能滿足此類高性能光學(xué)鏡頭裝調(diào)精度的要求,因此本文研制了旨在裝調(diào)大NA投影光刻物鏡的高精度定心儀。本文的主要工作內(nèi)容如下:首先,分析中心偏差測(cè)量?jī)x器的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì),并歸納總結(jié)出測(cè)量透鏡中心偏差的幾種基本方法;其次,建立透鏡組中心偏差測(cè)量數(shù)學(xué)模型,分析透鏡組累計(jì)中心偏差對(duì)鏡組中被測(cè)光學(xué)表面中心偏差測(cè)量的影響。通過(guò)計(jì)算透鏡組各面球心像的位置以及各面的垂軸放大率,將被測(cè)光學(xué)表面的中心偏差表示為各面中心偏差及各面垂軸放大倍率的函數(shù),該模型可有效去除鏡組中心偏差測(cè)量時(shí)累計(jì)中心偏差的影響;第三,通過(guò)分析各種中心偏差測(cè)量原理的優(yōu)缺點(diǎn),選取反射式自準(zhǔn)直成像法測(cè)量透鏡的中心偏差。使用光學(xué)設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行了測(cè)量頭光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)設(shè)計(jì),分析了系統(tǒng)的成像質(zhì)量,結(jié)果表明系統(tǒng)能夠滿足使用要求,并進(jìn)行了能量計(jì)算和光源選擇;第四,提出了一種基于聯(lián)合變換相關(guān)原理的中心偏差測(cè)量方法,該方法與分劃板具體的圖案形式無(wú)關(guān),通過(guò)使目標(biāo)圖像和參考圖像之間的相關(guān)運(yùn)算,實(shí)現(xiàn)位移矢量的亞像元測(cè)量,利用位移矢量擬合實(shí)現(xiàn)中心偏差的高精度測(cè)量。在經(jīng)典聯(lián)合變換相關(guān)原理基礎(chǔ)上提出一種雙相位編碼的聯(lián)合變換相關(guān)算法,使相關(guān)輸出平面僅保留一個(gè)互相關(guān)峰以提高測(cè)量效率;第五,對(duì)影響定心儀精度的主要誤差因素進(jìn)行了理論分析,包括軸系誤差、放大倍率誤差、數(shù)據(jù)處理誤差、光學(xué)系統(tǒng)誤差、環(huán)境誤差等;進(jìn)行定心儀重復(fù)性評(píng)定實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明中心偏差測(cè)量重復(fù)性精度為±0.7995μm;此外,經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了基于雙相位編碼聯(lián)合變換相關(guān)原理的定心技術(shù)的有效性,并與LAS定心儀進(jìn)行了對(duì)比,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,使用聯(lián)合變換相關(guān)原理測(cè)量透鏡中心偏差合理可行,并且測(cè)量誤差小于同條件下的LAS定心儀測(cè)量誤差。
【關(guān)鍵詞】：光學(xué)定心 中心偏差 聯(lián)合變換相關(guān) 自準(zhǔn)直 內(nèi)調(diào)焦
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)院研究生院(長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：O439
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-10
• 目錄10-13
• 第1章 緒論13-29
• 1.1 課題研究背景及意義13-15
• 1.2 國(guó)外研究現(xiàn)狀15-22
• 1.3 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀22-27
• 1.4 論文的主要內(nèi)容及章節(jié)安排27-29
• 第2章 中心偏差測(cè)量數(shù)學(xué)模型與最佳光軸算法29-53
• 2.1 中心偏差定義29-31
• 2.2 中心偏差測(cè)量方法31-39
• 2.2.1 干涉測(cè)量法31-35
• 2.2.2 自準(zhǔn)直成像法35-39
• 2.3 鏡組中心偏差測(cè)量數(shù)學(xué)模型39-46
• 2.3.1 單個(gè)折射球面近軸成像39-41
• 2.3.2 多個(gè)折射球面近軸成像41-42
• 2.3.3 中心偏差測(cè)量數(shù)學(xué)模型42-46
• 2.4 最佳光軸算法46-51
• 2.5 小結(jié)51-53
• 第3章 高精度定心儀光機(jī)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)53-73
• 3.1 系統(tǒng)參數(shù)及主要組成部分53-55
• 3.1.1 定心儀系統(tǒng)參數(shù)53-54
• 3.1.2 系統(tǒng)主要組成部分54-55
• 3.2 測(cè)量頭設(shè)計(jì)55-67
• 3.2.1 顯微物鏡設(shè)計(jì)56-60
• 3.2.2 內(nèi)調(diào)焦系統(tǒng)設(shè)計(jì)60-64
• 3.2.3 測(cè)量頭主光路設(shè)計(jì)64-67
• 3.3 照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)67-71
• 3.3.1 基本照明方式67-68
• 3.3.2 照明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)68-70
• 3.3.3 能量計(jì)算與光源選擇70-71
• 3.4 小結(jié)71-73
• 第4章 聯(lián)合變換相關(guān)定心算法研究73-101
• 4.1 傅里葉光學(xué)基礎(chǔ)73-75
• 4.1.1 傅里葉變換及其性質(zhì)73-75
• 4.1.2 傅里葉光學(xué)75
• 4.2 基于聯(lián)合變換相關(guān)原理的圖像位移探測(cè)75-83
• 4.2.1 基于經(jīng)典聯(lián)合變換相關(guān)原理圖像位移探測(cè)76-80
• 4.2.2 基于雙相位編碼聯(lián)合變換相關(guān)原理圖像位移探測(cè)80-83
• 4.3 圖像增強(qiáng)技術(shù)83-92
• 4.3.1 輸入圖像增強(qiáng)技術(shù)83-90
• 4.3.2 功率譜增強(qiáng)技術(shù)90-92
• 4.4 雙相位編碼技術(shù)與圖像增強(qiáng)技術(shù)結(jié)合92-94
• 4.5 基于聯(lián)合變換相關(guān)的中心偏差測(cè)量方法94-99
• 4.5.1 中心偏差的測(cè)量94-96
• 4.5.2 仿真實(shí)驗(yàn)96-99
• 4.6 小結(jié)99-101
• 第5章 誤差分析與實(shí)驗(yàn)101-115
• 5.1 誤差分析101-107
• 5.1.1 軸系誤差101-103
• 5.1.2 放大倍率誤差103-104
• 5.1.3 數(shù)據(jù)處理誤差104
• 5.1.4 光學(xué)系統(tǒng)誤差104-106
• 5.1.5 環(huán)境誤差106-107
• 5.2 系統(tǒng)重復(fù)性評(píng)定實(shí)驗(yàn)107-109
• 5.3 基于聯(lián)合變換相關(guān)原理定心技術(shù)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)109-113
• 5.3.1 基于聯(lián)合變換相關(guān)的中心偏差測(cè)量110-113
• 5.3.2 對(duì)比實(shí)驗(yàn)113
• 5.4 結(jié)論113-115
• 第6章 總結(jié)與展望115-119
• 6.1 總結(jié)115-116
• 6.2 創(chuàng)新點(diǎn)116
• 6.3 展望116-119
• 參考文獻(xiàn)119-127
• 在學(xué)期間學(xué)術(shù)成果情況127-129
• 指導(dǎo)教師及作者簡(jiǎn)介129-131
• 致謝

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 云自修;;初步探討球面單透鏡的中心偏差[J];西安工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);1982年01期

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 李春才;基于聯(lián)合變換相關(guān)原理的光學(xué)定心技術(shù)研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院(長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所);2015年

  本文關(guān)鍵詞：基于聯(lián)合變換相關(guān)原理的光學(xué)定心技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

，

本文編號(hào)：259321