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3.2 微透镜阵列的光路仿真 11
3.3 微透镜阵列的光学参数测量方法研究状况 14
3.4 微透镜阵列样品的光学参数测试实验 16
3.5 本章小结 19
4 点源阵列规划的实现 20
4.1 液晶光阀的原理 20
4.2 液晶光阀实现点源规划的可行性分析 22
4.3 基于针孔掩模技术的点源规划实现方法 27
4.4 两种方案比较分析 28
4.5 本章小结 28
结 论 29
致 谢 30
参 考 文 献 311 绪论
1.1 背景及意义
在光学系统和光学仪器中使用自由曲面元件不仅能够有效的校正像差，改善像质，从而提高光学性能，还能够使系统结构简化，并且增加光学设计的自由度，降低成本。因此自由曲面元件正越来越多的被用于天文观测、空间光学、现代航天光学遥感观测、高功率激光系统以及高科技民用等领域。
但是，由于自由曲面面形的复杂性，它的加工和检测要比平面、球面等面形的光学元件困难得多，所以阻碍了自由面光学元件的广泛应用。到目前为止已经出现了许多对非球面的检测方法，比如面形轮廓法、无像差点法、计算全息法、子孔径法等，各种方法在自由曲面的检测中都起着巨大的作用，但也存在一定局限性。
德国斯图加特大学的Wolfgang Osten[1,2]等人在研究非球面检测技术时，提出一种基于泰曼格林型式干涉系统和点光源阵列垂轴分布产生多视场倾斜波面的干涉测量技术方案，将微透镜阵列引入到干涉系统的测试光路中，并在其后面放一个小孔阵列，用来产生点光源阵列，再放置一个小孔掩板，用来进行点光源的选择。通过不同的点亮方式，对被测元件进行检测，从而得到若干幅干涉图，通过对干涉图的处理可以得到待测非球面的面形信息。该方案无需使用辅助元件，只需移动小孔掩板，其它元件无需移动，就可完成检测工作。不仅可以检测旋转对称的非球面（利用轴上小孔），还能检测非旋转对称的非球面（离轴分布的点光源），该方法可测量偏离度达10o的大偏离度非球面，RMS测量精度优于λ/30，因此该方法可以拓展到光学自由曲面的检测上。
本文研究的主要内容是基于泰曼格林型式干涉系统和点光源阵列垂轴分布产生多视场倾斜波面的干涉检测拓展到自由曲面的非零位测量方法，并对测试光路中的关键部件——微透镜阵列进行深入研究。
在自由曲面面形干涉检测中，每次按照一定的顺序点亮若干个点光源，每个点光源之间要隔行隔列，其目的是避免每一次产生的相邻干涉图有重叠。通过对上述方法工作过程的分析，可以知道在光路中有关键元件是微透镜阵列。微透镜阵列用来产生点光源。所以本课题将根据自由曲面面形干涉检测的要求对关键器件微透镜阵列进行点源规划，并根据规划方案利用液晶光阀技术和针孔掩模技术对其进行规划通道的自动选择，实现测试时的全自动要求，达到智能方便快速选择。
1.2 国内外研究状况
1.3 研究内容
本课题主要针对多重倾斜波面补偿非零位干涉测量法测量自由曲面进行分析，研究了该方法的具体实现过程；分析微透镜阵列进行点源规划的目的及相关实现方法；研究微透镜阵列光学参数的测量方法，通过仿真和实验对数据进行分析；通过理论和实验分析液晶光阀用于点源规划的可行性；同时还研究液晶光阀的原理和驱动电路的设计方法以及程序控制；最后研究基于针孔掩模技术的点源规划方法并对比分析两种方案。
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