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高精度球面面形绝对检测方法研究

作　者: 王东升
导　师: 沈亦兵
学　校: 浙江大学
专　业: 测试计量技术及仪器
关键词: 干涉检测绝对检测球面面形误差分析
分类号: TG83
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

随着光刻、遥感等技术的发展对光学元件检测精度有了更高的要求。在现行的光学系统中,球面光学元件依然占最重要的地位,因此提高球面面形的检测与制造精度对提高整个光学系统的性能是非常重要的。球面面形绝对检测技术通过多次测量可以去除干涉系统中参考面及标准镜内部误差等因素引入的误差,成为一种有效的高精度的面形检测方法。论文在讨论了球面面形绝对检测方法基础上,选取了三步法作为最终的提高面形检测精度的方法。对于高精度的检测,误差是影响最终测试精度的最重要因素,本文分类深入讨论了可能影响球面面形绝对检测结果的光源、移相、装调、环境等一系列误差。其中对于装调误差中难于处理的离焦误差提出了新的理论计算方法,该方法可以有效减小离焦误差,提高面形测量精度。依据误差分析的结果,论文对绝对检测系统中元件及装调等因素提出了要求以满足高精度检测的目标。根据三步绝对检测的特点,设计了基于自准直仪的高精度旋转控制的6自由度装调机构,在该机构的基础上结合现有的ZYGO干涉仪搭建了绝对检测系统。利用该绝对检测系统进行了球面面形绝对检测的实验,该试验显示了绝对检测在提高面形检测精度上的有效性。另外通过实验讨论了利用系统误差存储技术来提高面形检测精度的方法,该方法在绝对检测的基础上可以快速、高精度的实现球面面形检测。

全文目录

致谢  4-5
摘要  5-6
Abstract  6-9
第1章绪论  9-13
  1.1 课题背景  9-10
  1.2 国内外发展状况  10-11
  1.3 本文的研究工作  11-13
第2章球面面形干涉检测及绝对检测方法概述  13-25
  2.1 球面面形干涉检测  13-20
    2.1.1 球面面形干涉检测原理  13-15
    2.1.2 影响数字波面干涉仪精度因素概述  15-18
    2.1.3 波面的数字指标  18-20
  2.2 球面面形绝对检测原理  20-24
    2.2.1 三球面互检的原理  20-22
    2.2.2 三步法球面绝对检测的原理  22-23
    2.2.3 两步法球面绝对检测的原理  23-24
  2.3 本章小结  24-25
第3章球面绝对检测的误差分析  25-53
  3.1 系统误差  25-31
    3.1.1 移相误差  26-28
    3.1.2 球面移相误差  28-30
    3.1.3 CCD量化及非线性误差  30-31
  3.2 随机误差  31-51
    3.2.1 激光器光强及波长变化引起误差  31-33
    3.2.2 装调机构误差分析  33-49
    3.2.3 环境误差分析  49-51
  3.3 本章小结  51-53
第4章实验系统设计及实验结果分析  53-68
  4.1 球面绝对检测实验系统设计  53-61
    4.1.1 球面绝对检测的实验装置搭建  53-56
    4.1.2 球面绝对检测及数据处理过程  56-61
  4.2 球面绝对检测实验  61-67
    4.2.1 三步法球面绝对检测法的实验结果  61-63
    4.2.2 绝对检测稳定性测试  63-65
    4.2.3 使用系统误差存储的方法检测的实验结果  65-67
  4.3 本章小结  67-68
第5章总结与展望  68-71
  5.1 论文完成任务总结  68-69
  5.2 本文创新点及下一步工作  69-71
    5.2.1 本文创新点  69
    5.2.2 进一步工作展望  69-71
参考文献  71-74
作者简历  74

高精度球面面形绝对检测方法研究

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