作者单位
摘要
1 复旦大学 上海超精密光学制造工程中心,上海 200438
2 中国科学院上海技术物理研究所,上海 200083
设计了一种外置光阑的针孔相机镜头,可免去传统方法复杂的相机标定过程,采用影像仪和三坐标测量机实现测量系统各元件空间位置的几何标定,并依靠相移算法实现屏幕与相机像素的精准匹配。实验结果表明,本文提出的偏折测量结果与干涉仪测试结果偏差优于20 nm RMS,可满足光学镜面加工研磨阶段到抛光阶段的过渡测量需求,为光学加工车间提供了可靠、经济、高效的面型评估,具有广泛的应用前景。
偏折术 离轴抛物面 相机标定 几何标定 面型重构 Deflectometry Off-axis paraboloid Camera calibration Geometrical calibration Surface reconstruction 
光子学报
2023, 52(12): 1212003
作者单位
摘要
1 四川大学电子信息学院,四川成都 610065
2 四川大学空天科学与工程学院,四川成都 610065
偏折术作为一种高精度的面形检测方法,其测量精度不仅依赖于系统参数的标定精度,还受到显示器面形的影响,尤其是对于常用的基于平面镜反射模型实现系统标定的偏折术测量系统,显示器面形还会直接影响系统参数的标定精度。为了研究显示器面形对拼接偏折术测量精度的影响,首先预设了不同形变量的显示器面形,再依据提出的计算方法分析了其对系统标定精度以及测量精度的影响,结果证明显示器面形不仅会降低系统参数的标定精度,还会在待测元件的面形测量结果中引入较大的低阶项及高阶项误差。最后通过与实验结果对比,进一步验证了所提出方法的正确性,该研究为拼接偏折术检测系统的测量误差提供了一种定量计算分析方法。
拼接偏折术 显示器面形 相机标定 低高阶误差 测量精度 stitching deflectometry display surface shape camera calibration low and high order errors measurement accuracy 
光学与光电技术
2023, 21(4): 15
作者单位
摘要
1 四川大学电子信息学院, 四川成都 610065
2 四川大学空天科学与工程学院, 四川成都 610065
提出了一种基于相位测量偏折术波前检测的三维流场流动显示方法。光线经过流场后的方向偏转反映流场内部折射率变化, 根据逆哈特曼波前检测模型, 通过同时记录多个视角的光线偏折量, 利用迭代反演重建技术对流场进行三维重构。详细介绍了测量原理以及算法, 通过数值模拟验证了高速流场瞬态流动结构的三维重建, 密度场重建误差的均方根误差(rms)约为 0.19kg/m-3, 验证了本方法的正确性。结果表明, 该方法具有非接触式定量测量、精度高、装置简单、成本低等优点, 为实现大视场定量的复杂三维流场密度测量提供理论基础。
相位测量偏折术 流动显示 光线追迹模型 迭代重建 密度场 phase measurement deflectometry flow visualization ray tracing model iterative reconstruction density field 
光学与光电技术
2023, 21(3): 15
Author Affiliations
Abstract
1 Departamento de Física Teórica Atómica y Óptica, Universidad de Valladolid, Valladolid, Spain
2 Université de Bordeaux-CNRS-CEA, Centre Lasers Intenses et Applications (CELIA), UMR 5107, Talence, France
3 European XFEL GmbH, Schenefeld, Germany
4 Laboratory for Laser Energetics, Rochester, New York, USA
5 CEA-DAM, DIF, Arpajon, France
6 University of Michigan, Ann Arbor, Michigan, USA
7 Los Alamos National Laboratory, Los Alamos, New Mexico, USA
8 Lawrence Livermore National Laboratory, Livermore, California, USA
9 Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf, Dresden, Germany
10 Technische Universität Dresden, Dresden, Germany
11 Institute of Physics of the ASCR, Prague, Czech Republic
12 CEA-CESTA, CS 60001, Le Barp Cedex, France
13 Blackett Laboratory, Imperial College London, London, UK
14 Department of Astrophysics and Astronomy, The Johns Hopkins University, Baltimore, Maryland, USA
15 Center for Energy Research, University of California San Diego, San Diego, California, USA
Diagnosing the evolution of laser-generated high energy density (HED) systems is fundamental to develop a correct understanding of the behavior of matter under extreme conditions. Talbot–Lau interferometry constitutes a promising tool, since it permits simultaneous single-shot X-ray radiography and phase-contrast imaging of dense plasmas. We present the results of an experiment at OMEGA EP that aims to probe the ablation front of a laser-irradiated foil using a Talbot–Lau X-ray interferometer. A polystyrene (CH) foil was irradiated by a laser of 133 J, 1 ns and probed with 8 keV laser-produced backlighter radiation from Cu foils driven by a short-pulse laser (153 J, 11 ps). The ablation front interferograms were processed in combination with a set of reference images obtained ex situ using phase-stepping. We managed to obtain attenuation and phase-shift images of a laser-irradiated foil for electron densities above ${10}^{22}\;{\mathrm{cm}}^{-3}$ . These results showcase the capabilities of Talbot–Lau X-ray diagnostic methods to diagnose HED laser-generated plasmas through high-resolution imaging.
deflectometry OMEGA EP phase-contrast imaging Talbot–Lau X-ray interferometry 
High Power Laser Science and Engineering
2023, 11(4): 04000e49
作者单位
摘要
中国计量大学计量测试工程学院,浙江 杭州 310018
针对自由曲面微小透镜检测中无法同时高精度检测前后表面的问题,提出一种基于光学偏折的微小透镜前后曲面同步测量方法。该方法基于高精度的透射波前检测系统建立理想光线追迹模型,并在利用光学偏折高精度测得的含有被测微小透镜面形信息的透射波前像差基础上,以被测微小透镜的前后两个曲面为优化变量,进行数值迭代优化求解,最终基于优化结果重构出被测微小透镜各表面面形误差。对所提出的面形测量方法进行仿真与实验验证,并通过Zygo干涉仪进行比对实验,结果显示对于口径为6 mm的微小透镜,所提方法的检测结果与比对实验的检测结果高度一致,面形偏差的均方根误差值仅为几十纳米。
测量 透射元件 自由曲面面形检测 光学偏折技术 微小透镜 
光学学报
2023, 43(10): 1012004
李煜 1张宗华 1,2,*高楠 1孟召宗 1[ ... ]王张颖 1
作者单位
摘要
1 河北工业大学机械工程学院,天津 300130
2 哈德斯菲尔德大学精密技术中心,英国 西约克郡 HD1 3DH
提出了一种基于远心镜头与曲面屏的非连续镜面三维形貌测量新方法,在增加大曲率镜面成像范围的同时,提高了三维数据的测量精度。首先,在显示屏上显示标准正弦条纹图,相机分别记录经由平面参考镜和被测镜面反射的正弦条纹图像。然后,利用四步相移法和最佳三条纹选择法得到对应的相位分布值。接着,与平面参考镜比较,得到经由被测镜面物体表面调制后的相位变化。根据所建立的数学模型,推导相位与深度间对应关系,并对其系统参数进行标定。最后,对大曲率镜面和非连续镜面标准台阶进行了测量,验证了该方法的精度和有效性。
测量 远心镜头 曲面屏 相位测量偏折术 光学面形测量 
激光与光电子学进展
2023, 60(7): 0724001
作者单位
摘要
四川大学电子信息学院,四川 成都 610065
为了解决相位测量偏折术测量小曲率半径凸球面时相机所采集到的条纹图案边缘模糊、对比度低的问题,提出了基于逆光线追迹的预畸变条纹偏折术。该方法通过预设待测球面元件的曲率半径建立逆光线追迹模型来获得预畸变条纹图案。利用N步相移算法和迭代优化算法获得待测元件坐标和高度,再结合微分几何方法计算待测元件各点的平均曲率半径。在数值模拟中对曲率半径为8 mm的球面的测量精度约为11 μm。最后,在实验中对曲率半径均值为8.26 mm凸球面上的各点进行测量得到的平均曲率半径为8.28 mm,测量区域的直径由原来的4 mm增加到5 mm。结果表明,相比于传统偏折术,本文方法不仅解决了偏折术测量曲率半径较小凸球面时条纹图案边缘模糊、对比度低的问题,还提高了测量精度、增大了有效测量面积。
测量 相位测量偏折术 凸球面 小曲率半径 预畸变条纹 微分几何 
激光与光电子学进展
2023, 60(7): 0712001
Author Affiliations
Abstract
1 School of Sciences, Southwest Petroleum University, Nanchong 637001, China
2 Institute of Optoelectronic Technology, Chinese Academy of Sciences, Chengdu 610209, China
3 School of Electronics and Information Engineering, Sichuan University, Chengdu 610065, China
Usually, a multilens optical system is composed of multiple undetectable sublenses. Wavefront of a multilens optical system cannot be measured when classical transmitted phase measuring deflectometry (PMD) is used. In this study, a wavefront measuring method for an optical system with multiple optics is presented based on PMD. A paraxial plane is used to represent the test multilens optical system. We introduce the calibration strategy and mathematical deduction of gradient equations. Systematic errors are suppressed with an N-rotation test. Simulations have been performed to demonstrate our method. The results showing the use of our method in multilens optical systems, such as the collimator and single-lens reflex camera lenses show that the measurement accuracy is comparable with those of interferometric tests.
phase measuring deflectometry wavefront measurement systematic errors calibration 
Chinese Optics Letters
2023, 21(4): 041201
作者单位
摘要
四川大学电子信息学院, 四川 成都 610065
在相位测量偏折术(Phase Measuring Deflectometry, PMD)中为获取面形梯度, 需要分别获取水平和垂直相移条纹图像, 因此所需图像通常较多。为了减少条纹投影幅数, 提出一种新的基于复合条纹的相位获取方法, 通过将水平和垂直相位信息叠加形成斜条纹, 实现基于5幅复合斜条纹的相位获取方法, 相位测量精度高于5步正交光栅相移方法。进一步当系统存在非线性响应时, 提出了基于7幅斜复合条纹的相位获取方法, 可有效消除系统2阶非线性误差。计算机仿真和实验表明所提方法切实可行, 其测量精度高于采用同样帧数的正交条纹方法。
偏折术 条纹分析 非线性分析 相位误差校正 deflectometry fringe analysis nonlinear analysis phase error correction 
光学与光电技术
2023, 21(1): 28
作者单位
摘要
1 四川大学电子信息学院, 四川 成都 610065
2 四川大学空天科学与工程学院, 四川 成都 610065
对于传统的相位测量偏折术, 基于反射定理的测量原理导致其难以完成具有大陡度的大曲率元件曲率半径全口径测量。因此, 传统单目偏折术与平面反射镜相结合的测量方法被提出。然而, 现有的测量方法中需将安装于显示器上的平面反射镜严格处于45°倾斜状态, 并在水平方向与相机光轴的夹角为45°, 这无疑使实验装置的调整难度大大增加。提出了一种基于成像透镜入瞳中心标定的测量方法, 该方法只需要利用显示器的平移来获得成像相机的入瞳中心即相机的投影中心, 而无需精确调整相机和平面反射镜的姿态, 操作简单, 易于实现。实验中测量了曲率半径均值为8.262 mm的凸球面光学元件, 测量得到其每点的平均曲率半径均值为8.321 mm, PV为0.212 mm, 相对误差约为0.71%。相比于现有的正入射光路, 所提方法不仅实验装置调整难度低, 而且还能保证较高的实验测量精度, 验证了该方法的可行性。Phase Measureing Deflectometry Based onEntrance Pupil Center Calibration
相位测量偏折术 大曲率光学元件 镜头入瞳中心标定 光线方向 预畸变条纹 phase measuring deflectometry large dynamic curvature optical element calibration of entrance pupil center of the lens the direction of vision ray pre-distortion fringes 
光学与光电技术
2022, 20(6): 87

关于本站 Cookie 的使用提示

中国光学期刊网使用基于 cookie 的技术来更好地为您提供各项服务,点击此处了解我们的隐私策略。 如您需继续使用本网站,请您授权我们使用本地 cookie 来保存部分信息。
全站搜索
您最值得信赖的光电行业旗舰网络服务平台!