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    摘要随着科技的发展，很多领域如航天、天文甚至是能源等领域都需要大量的大口径光学元件，对于光学元件面形在中频段的误差也越来越重视。本文研究了PSD功率谱密度的物理意义，同时列举了几种常用的PSD的计算方法、并对它们的特点加以分析，分析了窗函数的意义。研究了中物院关于PSD计算的标准，并根据此标准编写程序实验对PSD的计算。通过对九院提供的多个波面数据对PSD2进行计算，并将计算结果与九院计算结果进行比对，验证了程序的正确性。32615
    关键词    评价标准  PSD  功率谱密度  窗函数  编程设计
    毕业论文设计说明书外文摘要
    Title   Research on principle and algorithm of power spectral density                                               
    Abstract
    With the development of science and technology, many fields such as aerospace, astronomy and even the energy and other fields require a lot of large-diameter optical components and we pay more attention to the optical element surface error in the band.This paper studies the physical meaning of PSD power spectral density,meanwhile it lists several common method of calculating the PSD,and analyzed their characteristics.It analyzes the significance of the window function.This paper studied the standard calculations regarding PSD of CAEP and programming experiments calculated in accordance with this standard PSD.A plurality of wavefront data provided by 9th is calculated on PSD2,and the calculated results with the results of nine homes were compared to verify the correctness of the program.
    Keywords  evaluation criteria  PSD  power spectral density  window function  calculation program design ideas
    目   次
    1 绪论    1
    1.1 引言    1
    1.2 评价光学元件质量的常用指标    1
    1.3 本论文的主要工作    5
    2 波前功率谱密度(PSD曲线)的计算方法    6
    2.1 引言    6
    2.2 PSD的定义    6
    2.3 几种基本PSD算法    8
    2.4 波前功率谱密度检测    10
    2.5 PSD加窗    12
    2.6 九院PSD计算标准研究    18
    3 功率谱密度的编程与对比    22
    3.1 编程设计思想    22
    3.2 程序运行结果及对比    22
    结  论    30
    致  谢    31
    参考文献33
    1 绪论
    1.1 引言
    随着科技的发展，很多领域如航天、天文甚至是能源等领域都需要大量的大口径光学元件。同时，科学技术要求大口径的透镜性能也不断地升级。因此出现了一系列光学元件的评判指标，一些常见的指标有：峰谷值(PV)、均方根值(RMS)以及功率谱密度曲线(PSD)等方法。由于峰谷值所使用的波面数据很少，而均方根值过于抽象，所以目前人们对功率谱密度曲线越来越重视。
    惯性约束聚变系统ICF(Inertial Confinement Fusion)，它目前是国际上一项重大的科研领域，它利用粒子的惯性作用实现核聚变反应，这在新能源的开发以及军事领域中发挥着重大的作用。惯性约束聚变系统中需要高功率激光器，使用了大量的大口径透镜[8]。与传统的光学成像装置不一样，该装置是高功率密度激光能量的载体，对透镜元件的性能要求极高。
    因为该系统的提出与发展，人们越来越重视光学元件面形在中频段的误差，PSD曲线是高能量激光装置里不可缺少的指标。PSD曲线能够提供丰富的等相位面信息，利用PSD曲线提供的信息，可以避免导透镜出现丝状破坏同时减少光束的可聚焦能量。
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