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2.2系统物理模型 6
3光纤型点光源发生器的设计过程 7
3.1 总体设计 7
3.2 激光器 8
3.3用于分路的光纤耦合器 9
3.3.1 1分3光纤耦合器 10
3.3.2 1分14光纤耦合器 1分11光纤耦合器 11
3.4 光开关 11
3.5 光纤 12
4 光纤阵列加工的研究 13
4.1分析基本原理 13
4.2 V型槽的设计 14
4.3 加工工艺 15
4.4光纤与V型槽的定位 16
4.5封装工艺 17
4.6 误差分析 17
5总结 19
致 谢 20
参考文献 21
1 引言
1.1 研究背景
随着科学技术的进步，传统的光学元件已越来越不能满足人们生产生活的需求，因此人们对光学系统提出了在保证系统小型轻量以及成像质量的前提下能够校正常见的像差以及离轴像差的要求，在此背景下，自由曲面光学元件应运而生。由于其拥有复杂的自由曲面以及极大的非球面度，可以根据不同的需要，在满足简化系统的要求同时校正各种常见像差以及离轴像差，是光学元件设计领域的一项革命。光学自由曲面元件除了拥有上述优点外还能极大地提升光学系统的性能,因此其在各种前沿领域都得到了广泛的应用。如高性能照明系统的设计中，该元件在为设计者提供更大的发挥空间前提下还能显著提高光能利用效率；在显示系统的设计中，其能校正非共轴像差、结构简洁、大视场的优越性也得到了充分的体现，如头盔显示系统，使用了偏心自由曲面棱镜替代了传统的多透镜自由组合系统，使得出瞳更大，解决了传统近眼光学系统需要借助各种辅助机构的问题，从而使系统更小更轻便。在生物医学系统的设计中，自由曲面光学元件的应用主要在视光学方面，例如渐进多焦点镜片，由于其位于上方的远视区与位于下方的近视区之间拥有连续的过渡区域，使得其拥有多个焦点，从而使得人们获得更舒适美观的视觉享受。但是目前，自由曲面的应用大都停留于上述提到的显示、生物医学、照明领域中，而在应用前景最为广泛的成像系统中，仍存在着较大的困难，使得该领域仍处于初级阶段。这主要是因为其极高的自由度导致的复杂面形，使得对元件的高精密度加工和检测都提出了极高的要求。而前三类领域面形质量一般仅要求在微米量级，而成像系统需要获得较高的成像质量都要求元件的面形质量在波长量级。因此关于自由曲面的高精度检测已经成为这一领域的重要发展瓶颈，更成为衡量一个国家光学领域成就的重要象征。目前只有美国航空航天局（NASA）以及国内的清华大学、南京理工大学、长春光几所等少数几家科研机构在这一领域进行了尝试性的研究。
1.2 国内外研究现状
因为自由曲面面形复杂，自由度高，目前世界上都尚未掌握高精度、高效率和高可靠性的检测方法，通用的手段即是在传统非球面检测的方法上进行改进，以达到检测自由曲面的技术需求。常用的方法主要有相位测量法、探针法、哈特曼波前探测法、干涉法。
1.2.1 相位测量法
相位测量法是通过向被测面照射一光波，通过在光的反射方向上设置一CCD，因此，携带着被测表面面形变化数据的发射光会被照射在CCD上，通过计算光场相位的改变量得到被测面的面形[1]。主要有相位测量偏折法、相位恢复法。但是存在的缺点仍然是精度无法到达高精度自由曲面面形检测波长量级的要求，一般都在微米量级左右。