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像TIAN Yiqiang, JIANG Tingjia, GAO Pengfei, TIAN Yuan, JIANG Man, GUO Hanming, ZHUANG Songlin散法离焦检测中的像散透镜参数设计

Design for parameters of astigmatic lens in defocus detection based on astigmatic method

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摘要

推导出了离焦量与聚焦误差信号功率的关系式。利用MATLAB软件仿真, 详细分析了像散透镜系统各个参数对离焦量、灵敏度、光斑大小等的影响, 得到了像散圆透镜与像散柱透镜焦距之间的距离关系。结果发现聚焦物镜和探测器参数对最小离焦量、灵敏度、精度有决定性的影响。提出了像散透镜系统各光学参数选择的原则和方法, 并以德国Silicon Sensor公司的QP50-6型四象限探测器为例, 详细分析了离焦量与聚焦误差信号功率的线性关系。这些工作对建立满足应用对象要求的像散法离焦检测系统具有重要的指导意义。

Abstract

The formula about the relation of the defocus distance and the power of error signal is derived. Utilizing the MATLAB software simulation, the effects of various parameters of the astigmatic lens system on defocus, sensitivity, spot size and so on are analyzed in detail. The relations between the focal length of circular astigmatic lens and cylindrical astigmatic lens are obtained. It is found that the parameters of the focusing lens and the detectors have determining influence on the minimum defocus distance, the sensitivity and the accuracy. The principle and method to choose the various parameters of the astigmatic lens are provided. By the QP50-6 four quadrant detector of the German Silicon Sensor as an example, the linear relationship of the defocus distance and the power of error signal are analyzed in detail. This work has an important guiding significance for establishing the astigmatic method of defocus detection system meeting requirements of the application object.

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中图分类号:TH822

所属栏目:光学仪器与光学设计

基金项目:国家自然科学基金(61178079); 霍英东教育基金会青年教师基金(121010); 高等学校全国优秀博士学位论文作者资助项目(201033); 上海市重点学科项目第三期项目(S30502); 上海市研究生创新基金项目(JWCXSL1202)

收稿日期:2012-05-02

修改稿日期:--

网络出版日期:--

作者单位    点击查看

田毅强:上海理工大学光电信息与计算机工程学院 教育部光学仪器与系统工程研究中心, 上海市现代光学系统重点实验室, 上海 200093
蒋庭佳:上海理工大学光电信息与计算机工程学院 教育部光学仪器与系统工程研究中心, 上海市现代光学系统重点实验室, 上海 200093
高鹏飞:上海理工大学光电信息与计算机工程学院 教育部光学仪器与系统工程研究中心, 上海市现代光学系统重点实验室, 上海 200093
田媛:上海理工大学光电信息与计算机工程学院 教育部光学仪器与系统工程研究中心, 上海市现代光学系统重点实验室, 上海 200093
姜曼:上海理工大学光电信息与计算机工程学院 教育部光学仪器与系统工程研究中心, 上海市现代光学系统重点实验室, 上海 200093
郭汉明:上海理工大学光电信息与计算机工程学院 教育部光学仪器与系统工程研究中心, 上海市现代光学系统重点实验室, 上海 200093
庄松林:上海理工大学光电信息与计算机工程学院 教育部光学仪器与系统工程研究中心, 上海市现代光学系统重点实验室, 上海 200093

联系人作者:田毅强(tyq86@126.com)

备注:田毅强(1987-), 男, 硕士研究生, 主要从事纳米光学显微成像方面的研究。

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引用该论文

田毅强,蒋庭佳,高鹏飞,田媛,姜曼,郭汉明,庄松林. Design for parameters of astigmatic lens in defocus detection based on astigmatic method[J]. Optical Technique, 2012, 38(4): 435-440

田毅强,蒋庭佳,高鹏飞,田媛,姜曼,郭汉明,庄松林. 像TIAN Yiqiang, JIANG Tingjia, GAO Pengfei, TIAN Yuan, JIANG Man, GUO Hanming, ZHUANG Songlin散法离焦检测中的像散透镜参数设计[J]. 光学技术, 2012, 38(4): 435-440

被引情况

【1】蒋庭佳,姜曼,阮斌,陶振强,贾南南,郭汉明. 像散离焦检测系统中光斑能量中心偏移对测量精度的影响. 光学技术, 2013, 39(6): 483-487

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