摘要在高功率固体激光装置中，其使用的光学元件的中高频段误差对整个光学系统有着举足轻重的影响。传统评价光学元件面形误差的指标包含峰谷值和均方根值等，它们有着各自的优缺点。这些传统的评价指标仅仅覆盖了光学元件的低频部分，无法对其中高频误差给出合理的评价。本论文针对以上问题，重点研究了功率谱密度（PSD）检测技术，以此来评价光学元件的波前误差。并且深入地分析了PSD的定义和计算方法，总结了四种一文PSD的常用算法，介绍了多种窗函数，并深入的讨论了不同窗函数加窗计算PSD的效果。最后用Matlab软件实现一文PSD曲线的绘制，提出了合理的检测方案。20326
关键词 面形误差 评价指标 窗函数 功率谱密度
毕业论文设计说明书论文）外文摘要
Title Power Spectral Density Detection Technology of Large aperture optics wavefront
Abstract
As the driver of the Inertial Confinement Fusion(ICF), the optical element used in high frequency error plays a decisive role effect on the whole optical system. The traditional surface error evaluation methods of optical elements includes peak valley value and root mean square value, which have their respective advantages and disadvantages. These traditional evaluations only cover the low-frequency part of optical elements, which can not evaluate the high frequency error.
In view of the above problems, the power spectral density (PSD) detection technology is put forward in this paper, in order to evaluate the wavefront error of optical elements. Besides we make a in-depth analysis of the definition and calculating method of PSD, and summarizes the commonly used algorithm for four kinds of one-dimensional PSD, briefly introduces many kinds of window functions, and further discusses the different window functions to calculate the effect of PSD .
Finally, use Matlab software to render one-dimensional PSD curve, make a reasonable detection scheme.
Keywords Surface profile error evaluation index window function power spectral density
目录
1 绪论 1
1.1 课题研究背景 1
1.2 论文的主要内容 2
2 功率谱密度PSD检测技术 3
2.1 引言 3
2.2 光学表面面形误差评价的常用函数 3
2.2.1 峰谷值（PV） 3
2.2.2 均方根值（RMS） 4
2.2.3 功率谱密度函数（PSD）曲线 5
2.3 功率谱密度的定义 6
2.4 功率谱密度的数值计算方法 7
2.5 PSD加窗计算修正 8
2.5.1 矩形窗 8
2.5.2 三角窗 9
2.5.3 汉宁窗 9
2.5.4 海明窗 10
2.6 一文PSD计算方法的研究 10
3 一文PSD计算方法仿真及分析 13
3.1 PSD的检测原理 13
3.2 一文PSD的算法仿真研究结果 13
3.3 小结 23
结 论 24
致 谢 25
参考文献26
1 绪论
1.1 课题研究背景
当今科技发展迅猛，在航空航天、天文学和其他大型光学系统中，大口径光学元件必须要具有严格标准的投射或者反射波面。高功率固体激光器系统作为惯性约束聚变(ICF)的驱动器，其间使用了大量的各类大口径光学元件[1]，这些被要求具有高质量的大口径光学原件，一般通过大型抛环机粗磨，然后再由计算机控制的小模具在局部再次精磨，以期达到标准，但是由于技术本身的局限，其光学表面不可避免的会出现“波纹度”。 Matlab大口径光学元件波前功率谱密度检测技术研究:http://www.751com.cn/wuli/lunwen_12064.html