试议曲率大尺寸、带孔光学球面曲率半径高精度测量

论文导读：
摘要：本论文针对大尺寸、带孔光学球面曲率半径的高精度测量不足,主要解决当被测抛光球面为不完整球面时曲率半径精准测量困难的不足。曲率半径是球面光学元件最重要的特性参数之一。在光学零件加工制造的历程中,保证所加工的光学球面曲率半径值准确是制约加工质量的关键所在。光学球面曲率半径的测量精度直接决定了球面光学零件能否达到设计的性能指标。文章在深入探讨了现有曲率半径测量技术的基础上,发现当被测球面其有孔时,常规测量手段很难实现精确测量。基于传统牛顿环干涉测量技术,提出了变异牛顿环曲率半径测量系统。该系统通过测量系统产生的干涉环直径,实现了无需参考球面顶点即可得出带孔光学球面曲率半径的高精度测量。本案例利用CCD图象采集和处理系统,配合计算机进行干涉环直径的数据采集和测量,实现曲率半径的数字化测量。关键词：曲率半径论文变异牛顿环结构论文面阵CCD论文干涉图浅析论文图像处理论文
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Abstract4-7
1 绪论7-10

1.1 探讨背景7-8

1.2 论文的主要工作和内容安排8-10

2 曲率半径测量技术10-25

2.1 球径仪法11-12

2.2 传统自准前法12-14

2.1 自准直前置镜法13-14

2.2 自准直显微镜法14

2.3 轮廓法14-15

2.4 干涉法15-24

2.4.1 平板横向剪切干涉法15-17

2.4.2 利用迈克尔逊干涉仪测量光学球面的曲率半径17-18

2.4.3 利用激光平面干涉仪测量球面曲率半径18-19

2.4.4 干涉显微镜法19-20

2.4.5 运用聚焦光束(或发散光束)的莫尔偏折技术测量球面曲率半径20-22

2.4.6 Fizeau干涉法的差分技术22-24

2.5 本章小结24-25

3 变异牛顿环结构曲率半径光学测量系统25-35

3.1 经典牛顿环曲率半径测试系统25-28

3.

1.1 经典牛顿环干涉条纹图的形成原理以及性质25-26

3.

1.2 经典牛顿环结构透镜的曲率半径测量论述26-28

3.2 变异牛顿环干涉结构曲率半径测试系统28-34
3.

2.1 变异牛顿环干涉结构曲率半径测试论述28-30

3.

2.2 变异牛顿环结构的曲率半径测试系统30-34

3.3 本章小结34-35
4 CCD成像与采集系统35-41

4.1 可更换镜头的光学系统35-36

4.2 面阵CCD以及图像采集系统36-40

4.

2.1 面阵CCD36-38

4.

2.2 图像采集卡38-40

4.3 本章小结40-41
5 干涉图样的图像处理和数据采集41-49

5.1 干涉条纹的处理41-47

5.

1.1 图像数据的读取41

5.

1.2 干涉图像的预处理41-44

5.

1.3 闭运算44-45

5.

1.4 干涉图像的分割二值化45-46

5.

1.5 干涉条纹的边缘检测46-47

5.2 干涉环直径的获取47-48

5.3 本章小结48-49

6 实验49-53

6.1 图像处理49-52

6.

1.1 运算代码49-50

6.

1.2 图像处理50-52

6.2 实验测量结果52-53
7 结论53-54
参考文献54-56
攻读硕士学位期间发表的论文56-57
致谢57-59