1 中国科学院上海应用物理研究所，上海 201800
2 中国科学院上海高等研究院，上海 201210
3 中国科学院大学，北京 100049
随着相干光源的发展，对大尺寸高精度反射镜的表面光滑度要求不断提高。针对X射线使用的高长宽比矩形平面反射镜，发展了一种基于激光干涉平移剪切法的二维绝对检测方法，以单方向多次平移测量取代正交方向的平移测量，推导出多矩阵增广区域法重构算法，获得了高精度矩形平面镜的绝对面形。经过仿真模拟，在不考虑噪声时，得到的绝对面形与初始面形的残差均方根（RMS）为0.03 nm（）；在考虑随机高斯噪声时，重点模拟分析了不同平移次数和平移距离下的面形恢复情况。对120 mm×40 mm的矩形平面镜进行了实验验证，测量恢复的绝对面形与三平板法得到的绝对面形RMS为1.07 nm（）。模拟和实验结果均表明：所提方法可有效地获得高精度矩形平面反射镜的二维绝对面形，且单方向平移也为发展基于绝对检测的多孔径拼接测量奠定了基础。
光学测量 矩形平面镜 绝对检测 单向多次平移法 区域法重构 激光与光电子学进展
2023, 60(23): 2312001
1 西北工业大学 自动化学院, 陕西 西安 710129
2 西安卫星测控中心 宇航动力学国家重点实验室, 陕西 西安 710043
针对空间目标地基自适应光学望远镜成像过程中同时记录目标图像及波前传感器数据的情形, 提出了一种利用波前测量数据的空间目标自适应光学图像复原方法。该方法将大气降质波前表示为望远镜孔径内的二元单纯形样条函数, 而非传统的Zernike模式的线性组合, 基于该区域表示, 为哈特曼-夏克波前传感器建立了平均斜率测量模型, 进而非适定的波前重构问题转化为良态等式约束最小二乘问题, 最终的目标图像即可通过非盲解卷积方法获得。仿真实验验证了提出的方法在不同的湍流强度下均能表现出良好的复原效果, 对测量噪声亦不敏感。
自适应光学 图像复原 波前重构 单纯形样条 区域法 adaptive optics image restoration wavefront reconstruction simplex splines zonal method 红外与激光工程
2019, 48(1): 0117004
1 哈尔滨工业大学, 黑龙江 哈尔滨 150001
2 佳木斯大学, 黑龙江 佳木斯 154007
提出一种基于角度分割逼近算法和粒子群算法计算二次曲面轮廓度误差的最小区域评定方法来准确评定任意位姿的二次曲面轮廓度误差。首先, 给出了能够实现角度分割逼近算法的两条前提假设; 基于假设, 给出了更合理的算法网格布局递推公式。根据曲面轮廓度误差的定义建立了误差评定的精确模型。然后, 采用角度分割逼近法求取测点到拟合二次曲面轮廓的距离; 通过粒子群算法, 以所有的点与二次曲面距离中的最大值为适应度值拟合出二次曲面一般方程, 并实现被测轮廓与理论轮廓位置的匹配。最后, 采用上述方法对某抛物面天线进行了评定, 并与参数分割法、SMX-Insight和最小二乘法进行比较。实验结果显示: 该方法测得的天线轮廓度误差为0.659 8 mm, 比其它方法准确。结论表明: 基于角度分割算法能够更有效地评定任意位姿二次曲面轮廓度误差, 计算准确、迅速, 而且无需确定待分割区域。
二次曲面 曲面轮廓度误差 角度分割法逼近 最小区域法 quadric surface conicoid profile error angle subdivision approach algorithm least zone method
1 中国科学院 光电技术研究所 自适应光学研究室， 成都 610209
2 中国科学院 自适应光学重点实验室，成都 610209
3 中国科学院 研究生院， 北京 100039
对波前重构算法中的区域法进行了改进，使其能够应用于板条增益介质的波前畸变诊断。利用该方法对47块Nd: YAG板条增益介质沿厚度方向波前畸变进行测量，指出镀膜和加工等环节对增益介质的波前畸变可能造成的影响。按照波前畸变峰谷(PV)值对测量结果进行了统计，结果表明：增益介质造成的静态波前畸变参差不齐，测量样本中静态畸变PV值最多可达5 μm以上，且仅有4.1%的增益介质静态畸变PV值小于1 μm。通过选取某些增益介质使之级联，测量其组合波前畸变，发现在系统中使用两块波面互补的增益介质有助于减小系统的静态波前畸变。
波前复原 区域法 板条增益介质 波前畸变 wavefront reconstruction zonal method slab gain medium wave-front aberration
Author Affiliations
Abstract
中国科学院上海光学精密机械研究所 高功率激光物理联合实验室, 上海 201800
Four-zone method to measure the phase retardation of wave plate is put forward based on the polarizer-wave plate-analyzer system. Four sets of light intensity were collected by adjusting azimuth angles of measured wave plate and analyzer. The phase retardation of the wave plate is figured out with linear calculation. This method eliminates the error caused by polarizer and analyzer imperfections completely in phase retardation measurement. No standard wave plate or other phase modulation instruments are necessary in the system. The measured wavelength range is extended, because it is only related to polarizing prisms and detectors. With this measuring system, the instrument error σ is less than±3.49065×10-3 rad (about 0.2°). The accuracy is increased by about one order of magnitude compared with other algorithms which is verified by experiments.
光学测量 相位延迟 四区域法 波片 元件缺陷 optical measurement phase retardation four-zone method wave plate device imperfection Collection Of theses on high power laser and plasma physics
2008, 6(1): 123
中国科学院上海光学精密机械研究所 高功率激光物理联合实验室, 上海 201800
在起偏器-待测波片-检偏器系统基础上提出一种四区域测量波片相位延迟量的方法。调整待测波片和检偏器的方位角,获得相应的四组光强值,通过线性运算得到待测波片的相位延迟量,完全消除了起偏器和检偏器不完全消光带来的误差。由于测量系统中不存在标准波片或其他相位调制元件,允许测量波长仅受偏振棱镜和探测器的限制,因此四区域法可适用于很大波长范围内的波片测量。以λ/4波片为例,理论分析了测量系统利用四区域测量法后的仪器误差为σ≤±3.49065×10-3 rad(约0.2°),精度比原算法提高约1个数量级。实验验证了四区域法能有效提高系统精度。
光学测量 相位延迟 四区域法 波片 元件缺陷
华侨大学,机电及自动化学院,福建,泉州,362021
介绍了直线度误差评定的最小二乘法和最小包容区域法的算法模型与实现方法.在三坐标测量机上对八种不同被测直线进行了采样点坐标数据提取,分别用最小二乘法和最小包容区域法的基于搜索逼近-逐次旋转逼近法进行了给定平面内直线度误差的评定.结果表明:最小二乘法的评定结果与最小包容区域法的基于搜索逼近-逐次旋转逼近法的评定结果完全一致,即直线度误差的最小二乘法评定结果符合最小条件.
直线度误差 评定 最小二乘法 最小包容区域法
南京理工大学电子工程与光电技术学院, 南京 210094
介绍了有遮拦干涉图像的数字化处理技术的原理与方法, 利用移相干涉术的特点, 提出了“阈值分割区域法”和“顺序跟踪边缘点”分割区域的方法。 这些技术成功地应用到了对有遮拦的面形的测量和有遮拦的系统波像差的测量。
遮拦区域 阈值分割区域法 顺序跟踪边缘点 相位展开
