Главная » 2014 » Июнь » 19 » Скачать Исследование неоднородности волнового фронта, образованного в дифракционном интерферометре. Ли Кенг Хи бесплатно
05:08
Скачать Исследование неоднородности волнового фронта, образованного в дифракционном интерферометре. Ли Кенг Хи бесплатно
Исследование неоднородности волнового фронта, образованного в дифракционном интерферометре
Диссертация
Автор: Ли Кенг Хи
Название: Исследование неоднородности волнового фронта, образованного в дифракционном интерферометре
Справка: Ли Кенг Хи. Исследование неоднородности волнового фронта, образованного в дифракционном интерферометре : диссертация кандидата технических наук : 05.11.07 Санкт-Петербург, 2004 99 c. : 61 04-5/3783
Объем: 99 стр.
Информация: Санкт-Петербург, 2004
Содержание:
ИССЛЕДОВАНИЕ НЕОДНОРОДНОСТИ ВОЛНОВОГО ФРОНТА, ОБРАЗОВАННОГО В ДИФРАКЦИОННОМ ИНТЕРФЕРОМЕТРЕ!
ВВЕДЕНИЕ2
Аннотация2
Актуальность работы2
Объекты исследований:5
Предмет исследования:6
ГЛАВА 1 ОБЗОР СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА И ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ ПО ТЕМАТИКЕ ИССЛЕДОВАНИЯ6
Оптические измерительные изображения второго рода: теневая картина (тенеграмма)10 гартманограмма15
Интерферограмма20
ГЛАВА 2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ И КОНЦЕПЦИЯ ДИФРАКЦИОННОЙ ИНТЕРФЕРОМЕТРИИ26
Классические лазерные интерферометры29
Альтернативный интерферометр с дифракционным опорным волновым фронтом30
Относительно формы и структуры дифрагированного волнового фронта37
Исследование формы дифрагированного опорного фронта44
ГЛАВА 3 СТРУКТУРА ИНТЕРФЕРЕНЦИОННОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ И ТОЧНОСТЬ ИЗМЕРЕНИЙ47
Функции преобразования систем формирования интерференционного изображения47
Анализ погрешностей метода интерферометрии54
ГЛАВА 4 СТРУКТУРА ИНТЕРФЕРЕНЦИОННОЙ КАРТИНЫ И СХЕМНОЕ РЕШЕНИЕ ИНТЕРФЕРОМЕТРА61
ГЛАВА 5 ВЫСОКОТОЧНАЯ ОБРАБОТКА И ИНТЕРПРЕТАЦИЯ СЛОЖНЫХ
ИНТЕРФЕРОГРАММ75
Введение:
Аннотация
Рассмотрены задачи разработки и оптимизации методов и аппаратуры лазерной дифракционной интерферометрии, реализации лазерного интерферометра с опорным волновым фронтом, синтезированным путем дифракции на точечном отверстии (Point Diffraction Interferometer - PDI). Разработан и исследован лазерный интерферометр с дифрагированным опорным волновым фронтом. Предложены и теоретически обоснованы решения для достижения наивысшей точности интерферометра благодаря применению фазового режима интерпретации интерферограммы.
Актуальность работы
Актуальность темы диссертационного исследования обусловлена необходимостью радикального повышения точности процесса контроля и исследований качества изготовления оптических систем и поверхностей высокой точности, а также упрощения и удешевления процесса контроля путем применения принципиально новых методов и аппаратуры контроля.
Современное оптическое приборостроение характеризуется непрерывным увеличением объемов выпуска продукции при одновременном совершенствовании ее технических характеристик. Доля изделий с форсированными оптическими характеристиками увеличивается. Оптические системы наивысшей точности, применяемые, например, в космических телескопах, исследовательских микроскопах и аппаратуре для микроэлектроники, не должны иметь остаточные погрешности, превышающие 1/30-1/40 длины волны. Одно из основных правил метрологии гласит, что погрешность средства измерения должна быть в 10 раз меньше измеряемой ошибки изделия. Поэтому погрешности измерительной аппаратуры для создания таких оптических систем не могут быть больше, чем 1/300 - 1/400 длины волны.
Принципиальный и неустранимый недостаток существующих интерферометрических комплексов состоит в том [21, 24], что в их конструкции всегда необходимо применение образцовой оптической детали, которая неизбежно содержит ошибки изготовления. Эти ошибки обычно составляют 1/10 - 1/30 длины волны и, следовательно, такие приборы пригодны для метрологически корректного определения лишь достаточно больших остаточных ошибок контролируемого изделия, составляющих 1-1/3 длины волны.
Встроенные в существующие традиционные интерферометрические комплексы дополнительные системы фазовой расшифровки интерферограмм (например, V -100 with Intomatic-P) позволяют, по заявлениям торговых фирм, довести точность прибора до величины 1/80 длины волны и выше. Однако это утверждение основано на недоразумении. Речь идет о точности измерения отклонений от формы образцовой оптической поверхности, которая сама по себе недостаточно точна, так как ее погрешности превышают указанную величину и эти погрешности неизвестны. Итак, электронные системы здесь могут повысить точность расшифровки. Отклонения от формы образцовой поверхности измеряются точнее. Однако традиционными средствами можно определить только те ошибки образцовой поверхности, которые выше чем 1/20 длины волны. Следовательно, точность интерферометрии не повышается.
Указанные недостатки существующих интерферометров вызывают потребность повышения точности и эффективности интерферометрии путем разработки и применения альтернативных методов и схем дифракционных интерферометров.
Компьютерные технологии позволяют далее значительно усовершенствовать процесс расшифровки и интерпретации результатов интерферометрии.
Итак, с целью устранения недостатков существующих интерферометров проводятся исследования в направлении: создания принципиально нового интерферометрического комплекса, основанного на применении принципов дифракционной интерферометрии, в том числе - лазерного интерферометра с опорным волновым фронтом, синтезированным путем дифракции на точечном отверстии диаметром порядка длины волны; разработка и исследование методов повышения точности расшифровки данных за счет:
• обработки структуры изображения интерферограммы и ее автоматизированной компьютерной расшифровки,
• разработки и реализации схемных решений, создающих условия для фазовой интерферометрии.
Цель работы: углубленное исследование принципов дифракционной интерферометрии, определение и реализация путей повышения ее точности и эффективности; создание и исследование усовершенствованного метода и комплекса аппаратуры дифракционной интерферометрии на основе развития теоретической модели, а также практической реализации метода.
Задачи исследования
1. Анализ ограничений традиционных методов интерферометрии, определение путей устранения недостатков; анализ возможностей дифракционной интерферометрии.
2. Теоретический анализ механизма дифракционной интерферометрии и создание эффективной модели метода.
3. Анализ факторов, определяющих точность метода. Теоретическое исследование факторов, влияющих на структуру интерферограммы.
4. Макетирование аппаратуры интерферометрии повышенной точности и эффективности.
5. Экспериментальные исследования разработанных методов и аппаратуры
6. Выводы и рекомендации по результатам исследований и разработок.
Объекты исследований:
• действующие макетные образцы лазерного интерферометра с опорным волновым фронтом, синтезированным путем дифракции на точечном отверстии,
• теоретические и компьютерные модели интерферометра.
Предмет исследования:
• концепции дифракционной интерферометрии и Р01-интерферомера как научно-технического направления современных оптических исследований, контроля и измерений.
