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小型激光三角探头光学系统设计

作　者: 闫加俊
导　师: 安志勇
学　校: 长春理工大学
专　业: 光学工程
关键词: 激光三角法像差平衡 ZEMAX 光学设计
分类号: TH74
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

小型激光三角探头是基于激光三角法测距原理的一种高精度的非接触测量仪器,广泛应用于工业实时在线检测。与传统的接触式测量法相比较,激光三角法非接触测量系统具有测量精度高、速度快、小型化和集成化的特点。本文将从高精度、小型化的方向出发设计一套激光三角探头光学系统。论文首先研究了激光三角法测距的基本原理,推导了激光三角法测距的物像位移关系式；其次根据需求选择了半导体激光器作为探头的光源,线阵CCD作为光电接收器件；最后通过光学设计软件ZEMAX对小型激光三角探头中激光整形光学系统进行了设计,采用两个正交排列的柱透镜实现了激光束的准直并用两片分离式透镜对准直后的光束聚焦；成像光学系统采用四片式结构,成像清晰,畸变小,像面照度均匀。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-6
目录  6-7
第一章绪论  7-11
  1.1 激光三角法测量技术概述  7
  1.2 激光三角测量技术的国内外研究现状  7-10
  1.3 论文的主要研究内容与技术指标  10
  1.4 本章小结  10-11
第二章激光三角法测距原理  11-16
  2.1 激光三角法测距基本原理  11-14
  2.2 直射式结构与斜射式结构的比较  14-15
  2.3 本章小结  15-16
第三章激光三角探头系统硬件构成  16-27
  3.1 激光光源的选择  16-17
  3.2 光电检测器件的选择  17-24
  3.3 小型激光三角探头系统参数的确定  24-26
  3.4 本章小结  26-27
第四章小型激光三角探头光束整形光学系统设计  27-39
  4.1 半导体激光器的介绍  27-28
  4.2 高斯光束的传播规律  28-31
  4.3 半导体激光器的准直方法  31-33
  4.4 半导体激光器准直系统设计  33-35
  4.5 聚焦光学系统设计  35-38
  4.6 本章小结  38-39
第五章成像光学系统设计  39-53
  5.1 成像系统技术指标  39
  5.2 成像光学系统结构设计  39-47
  5.3 公差分析  47-52
  5.4 本章小结  52-53
总结  53-55
致谢  55-56
参考文献  56-57

小型激光三角探头光学系统设计

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