一、光学元件检测技术的研究（论文文献综述）
王晨[1]（2021）在《点衍射干涉仪衍射波矢量分析及纳米线波导衍射元件的研究》文中提出科学技术的快速发展对精密光学检测技术提出了重大挑战,推动着精密检测技术的发展。光学干涉检测技术作为高精度检测领域的重要工具,在光学元件的面形检测,光学系统的装调校准及性能评估领域发挥着关键作用。当前极紫外光刻技术对光刻投影物镜系统的波像差控制提出了极高要求,而点衍射干涉仪是最有力的检测手段,其采用基于衍射原理产生的近理想球面波作为干涉中的参考波,它消除了传统干涉仪中对于标准光学参考元件的需求,因此打破了标准光学参考元件的精度对检测精度的限制,提供了一种高精度的干涉检测手段。利用光的衍射产生近理想的球面波的衍射元件是点衍射干涉仪的关键部件,衍射波的质量制约着测量精度的上限,必须要对其进行精确的研究分析,以验证衍射波能否作为干涉检测中的高质量参考波。同时理论和实践表明,现有的衍射元件存在着一系列问题和缺陷,限制了点衍射干涉仪的应用和拓展。本文针对上述问题与缺陷,开展了点衍射干涉仪衍射波矢量分析及基于纳米线波导的衍射元件的研究。现有衍射波分析方法中常对远场衍射波只取主要分量分析,且波前误差分析基于泽尼克拟合方法,这些方法难以对衍射波进行高精度分析,针对这些不足,本文在已有工作基础上建立了一套全矢量的衍射波分析方法,为点衍射干涉仪衍射波的高精度分析提供了可靠的理论基础和方法支撑。该方法充分考虑光的矢量性,有着足够的严格性和广泛的通用性。首先基于电磁场的数值计算方法模拟光在衍射元件中的传播行为,得到衍射波的近场光场;然后基于矢量衍射理论由近场衍射波计算得到远场衍射波;最后对衍射波的质量进行高精度分析,在球坐标下考虑电场分量以对衍射波的偏振特性和振幅分布进行准确分析,采用最佳匹配球面拟合,以去除远场衍射波的计算球面与最佳匹配球面之偏离引入的误差,从而准确地评估衍射波的波前误差。针孔作为点衍射干涉仪最主要的衍射元件,现有的矢量分析均是从电磁场的数值方法出发,本文从波导理论出发,采用解析方法对波长量级的针孔衍射问题进行了准确而全面的分析。该方法在多方面与电磁场数值方法的结论相同,但对衍射波特性的背后机理做出了更深刻的诠释,这对针孔衍射波的准确分析有着重要的价值。探讨了金属膜层上的针孔,其作为圆形金属波导传导光场,入射光聚焦到针孔的前端面上,发生反射和耦合,在针孔中以模场的形式传输并在末端出射形成衍射波。由于波导的传导截止效应,当针孔尺寸过小时,能量透过率急剧降低,无法得到有效的衍射波;针孔中光以模场的形式传输,因此模场也决定着衍射波的性质,基于波导模场的解析解对针孔衍射波的性质进行全面的分析,衍射波为离心率接近于1的椭圆偏振光,衍射波光强和位相分布是旋转不对称的,主要的像差为初级像散,这是由光场与针孔波导壁相互作用而导致的模场非旋转对称性引起。这对点衍射干涉仪中针孔衍射元件的分析和设计有着重要的指导性意义。现有的衍射元件存在着一系列缺陷,光纤衍射元件的衍射波数值孔径较小,而针孔衍射元件的衍射波易受入射光波像差、对准误差等因素干扰,且光强较弱,针对上述问题,寻找更好的替代方式是一个值得关注的问题,本文创新性地将微纳光波导应用于点衍射干涉仪的衍射元件中,对微纳光纤和纳米线波导的衍射波进行了理论分析和建模研究。基于本征模有限差分方法来求解微纳光波导中的模场并分析其传输特性,通过矢量衍射理论求解其衍射波,并对衍射波的质量进行分析研究。微纳光波导的截面尺寸小,并且芯包层折射率差大,因此具有很强的光场约束能力,作为衍射元件有着突出的优势:首先,微纳光波导可以获得亚波长尺寸的光场截面,从而衍射得到一个大数值孔径的衍射球面波,相比于传统衍射元件有了显着提升;其次,单模传输条件带来优异的入射光滤波特性可以产生稳定的衍射波;最后,微纳光波导的衍射波波前均有着很高的球面度,这为将微纳光波导作为点衍射干涉仪的衍射元件提供了重要依据。纳米线波导的衍射波有着优良的性质,为将其应用于点衍射干涉仪,需要对弯曲损耗、耦合器等结构进行分析和设计,针对上述问题,本文提出并设计了可用于点衍射干涉的基于纳米线波导的衍射元件,并完成了该衍射元件的加工和制作。首先,对纳米线波导衍射元件中的弯曲部分损耗进行了分析,进而对弯曲曲率进行设计;其次,选取Y分支耦合器,并对其相应结构参数进行了优化设计,以提升耦合效率,进而提供更高能量的衍射波;最后,探索了纳米线波导加工工艺,完成了基于纳米线波导的衍射元件的制作,得到了一个较大数值孔径的高质量衍射波。
梁琼心[2]（2021）在《大口径望远镜光学系统失调校正技术研究》文中研究表明随着人类航天活动的增加,空间碎片日益增加,严重威胁着航天器的安全,为了有效清除或规避空间碎片,需要精确探测它们尺寸和轨道信息。地基光电望远镜因探测能力高、作用距离远,是探测空间碎片的关键手段。为了提高望远镜的聚光能力和空间分辨率,望远镜口径不断增大,失调校正的难度也随之增加。大口径望远镜在观测过程中,光学系统的成像质量和观测精度随着镜面失调误差的增大会降低,从而不能精确观测空间目标,为此需要进行失调校正使其达到观测要求。本文以大口径大视场地基光电望远镜作为研究对象,这类光学系统容易被检测光学元件遮挡光线且其内部空间受限,难以放置检测光学元件。针对该问题,需要研究一种不用添加检测光学元件的像质检测方法并配合相应的失调校正技术来实现光学系统位置失调校正。具体研究工作如下:1.针对望远镜光学系统内部空间限制的特点,研究了无场镜的波前曲率传感器。由于无法放置检测光学元件,采用直接测量法的方式实现,该方法解决了空间限制以及光线被遮挡的问题。分析了波前曲率传感器在大口径大视场望远镜应用中采取的实现方式。2.提出了基于本征系数的灵敏度矩阵法来求解光学系统失调量。曲率传感器获取Zernike系数常采用Zernike多项式拟合法,该方法需对探测器进行分割,使失调量的解算过程变复杂。采用无需分区探测的本征函数法进行波前重构,用本征系数描述波像差,通过分析本征系数与光学元件失调量的关系,建立两者之间的灵敏度矩阵模型,并给出本征系数的选取原则。3.对1 m同轴三反光学系统进行了失调校正仿真,由于该系统的本征系数灵敏度矩阵呈病态,结合光学元件偏心和倾斜对像差相互补偿的性质,选用分组补偿器法进行失调校正,仿真结果表明,可得到良好的像质。4.在1.8 m望远镜进行失调量求解实验,结果表明本征系数灵敏度矩阵法求解精度高,为在更大口径望远镜中实际应用奠定了技术基础。
胡哲[3]（2021）在《在线X射线波前检测技术研究》文中研究说明波前是由等相位面形成的曲面,波前检测的实质是定量相位恢复。由于在可见光波段以及更高频段,探测器只能采集振幅信息。因此需要借助各种手段从光强信息中提取相位信息。在同步辐射光束线中,波前的性质由光源点和光路的设计决定,在传输中光学器件的缺陷和表面误差,将导致波前的畸变。常见的如反射镜的面形误差和姿态失调会影响其聚焦性能,组合折射透镜的波面误差也会影响其聚焦光斑强度分布,对某些实验存在不利影响。因此准确了解传输过程中X射线波前的性质对于了解光束线光学元件的性能、指导光学元件的加工、降低对实验结果的影响等方面都有重要意义。X射线波前测量也被广泛应用于成像方面的研究。由于X射线的穿透能力,使得人们可以探测样品的内部信息,X射线成像技术是在实空间了解物质内部结构的重要手段之一。相对于传统的X射线吸收成像,相位恢复法有空间分辨率高、样品所受辐射剂量低等优点。因此,利用定量相位恢复技术也可以更好地了解待测样品的内部结构信息。本论文结合当前X射线波前检测的实际需求,通过对多种相位恢复理论和算法技术的深入的研究,获得了以下研究结果:1.当前求解光强传输方程（TIE）的方法需要光阑去构造边界条件或要求待测相位函数尺寸小于视场且位于视场中央。这些限制使得TIE这种定量相位恢复的方法在硬X射线领域难以开展。针对这一问题,本文从基础理论出发,提出了利用齐次纽曼边界条件对基于TIE的硬X射线实验进行求解。首先给出了获得该边界条件的方法,并在模拟和基于上海光源BL09B测试线的实验中验证了该边界条件在硬X射线实验中的实用性和普适性。利用该边界条件,不需要对待测相位函数作任何限定,同时也不需要光阑去构造边界条件或利用其他光学元件辅助成像。使得TIE这种定量相位恢复方法在硬X射线领域可以充分发挥作用。2.设计了一种实时在线监测装置,不但可以得到光束位置、通量、光强分布等信息,还可以结合本文提出的求解TIE的方法,得到入射光波前实时相对变化量,且不影响下游实验开展,能实现达到2 k Hz高速采集。为同步辐射光束线主动光学元件的调节、X射线自由电子激光（XFEL）单脉冲光束性质诊断等提供了行之有效的监测方法。3.针对自由电子激光单脉冲性质诊断需求不断增加,提出了基于光栅分光对光束的空间性质（波前分布、强度分布、相干性等）进行实时、在线监测的方法。在模拟和基于上海光源BL19U2的实验上验证了衍射光栅分光后,一级光与入射光在空间性质上完全一致,说明了在线检测一级衍射光和入射光的等效性。该研究为同步辐射、XFEL的在线光束诊断提供了新的思路。4.通过结合光栅分光性质和近场散斑追迹法,提出了一种实时、在线、高精度的定量相位恢复方法。相比于传统的近场散斑追迹法,这种方法不仅将散斑图样视为位置的函数,同时将时间因素考虑在内。通过同时采集参考图和样品图,可以将不同采集时间以及曝光时间内外界环境（光源点抖动、真空泵和水冷机组振动等）扰动带来的误差减小到1%以内,极大地提高相位恢复实验的精度。5.鉴于目前国内尚未有硬X射线相干成像光束线站,我们设计和搭建了国内第一个专用于硬X射线相干实验的实验平台。根据上海光源BL19U2实际光路,通过对光路中光学元件（狭缝、K-B镜）参数进行设计,以及使用微米级针孔获取了全相干光束。并由纳米扫描台、成像探测器等搭建了实验平台,编写了处理数据的算法。通过单脉冲和扫描两种实验验证了该平台的具有进行相关实验的能力。该平台的搭建,为国内基于硬X射线相干实验以及相关的方法学发展提供了基础。
刘同士[4]（2021）在《大口径非球面镜三维面形轮廓的测量与评定》文中研究说明大口径非球面光学元件的应用可改善光学系统的成像分辨率,简化系统结构,因此,在国防军工、航空航天、光刻激光等领域得到了广泛的应用。但在高精度大口径非球面镜的加工过程中,检测技术制约了非球面光学元件制造的发展,即:建立超精密检测工艺是现代化光学制造工程研究的重点。不同加工阶段的大口径非球面镜需要采用不同的检测技术,本文对处于磨削阶段的大口径非球面光学元件测量工艺重点研究讨论,因该阶段光学元件的表面粗糙度较大,因此不适用干涉法进行检测。坐标检测技术具有极好的测量灵活性、测量数据可靠,且能够满足处于磨削阶段的大口径非球面光学元件的检测精度要求,因此,坐标检测技术是现阶段磨削阶段主要应用的检测手段。但在实际的测量过程中,检测过程仍面临着诸多问题,如:检测路径的规划、高精度的拟合算法以及位姿误差的校正等问题,所以建立合理的检测工艺是提高检测精度的前提与基础。研究工作主要包括以下几个方面:对直径为350mm的大口径非球面光学元件设定合理的检测路径,并通过Global classic Sr0575三坐标测量机对该光学元件进行三维面形测量;采用拟合精度较高的非线性最小二乘拟合算法处理测量数据,得到大口径非球面光学元件的表面轮廓参数,并由上述过程实现非球面镜的曲面重建;在提出的拟合算法的基础上分析不同检测路径所得到的非球面镜的表面轮廓精度,通过实验验证提出的鼠笼式检测路径能够实现高精度的面形轮廓测量,且具有较高拟合精度;分析位姿误差对测量结果产生的影响,建立位姿误差校正模型,并通过UPMF900校正仪与超精密测量仪PGI 3D的对比实验,验证所提出的调心调平算法的可靠性。研究结果,通过对大口径非球面光学元件采用合理的检测路径、高精度的拟合算法以及具有可靠性的位姿误差校正系统可实现大口径非球面光学元件的高精度加工和测量。
张玉斌[5]（2021）在《强激光诱导光学元件热破坏机制研究》文中研究指明随着高功率激光技术的发展,光学表面激光损伤问题变得越来越突出,已经严重制约的高功率激光器件的发展。通常光学元件的加工主要包含磨削、抛光、修形等过程,在这些过程中由于采用基于磨料的加工技术手段,因此会在元件表面产生微小的脆性/塑性裂纹划痕等物理缺陷,这些缺陷不仅会影响光学元件的力学性能,而且会大大影响光学元件的光学性能,同时这些还会残存抛光磨料等化学污染,引发高能/高功率激光系统里光学元件的激光诱导损伤,导致光学元件失效。在高功率光学系统中,硅在1.2-7μm和25-300μm波长下的吸收系数小于10-7 cm-1,吸收的激光能量小,并且大多数激光能量在这些波长范围内传输,因此在高功率激光装置中得到了广泛的应用。本文针对中红外光学材料,建立了多物理场中红外高能激光损伤模型,从不同加工工艺的样品入手,针对清洗工艺、无损检测表针技术、后处理以及损伤阈值进行研究。本论文的主要研究内容如下:（1）建立了光热多物理场耦合超材料吸收器模型。首先设计了一款光学吸收器,该吸收器是由最上层的T字形阵列,中间层的二氧化硅绝缘体材料和底层的金组成。其次在光学吸收器的基础上进行改进,设计了三种光热吸收器,分别实现了宽带的移动以及宽带与多波段之间的转换。此外,具有动态调谐特性的太赫兹吸收器能够灵活控制吸收性能,为实现太赫兹滤波、调制等提供了良好的平台。（2）建立了光、热、力多物理场耦合中红外高能激光损伤模型。该模型主要研究了中红外高能激光辐照的单晶硅片表面的激光诱导的热致损伤机理。我们通过改变模型中激光器的输出功率密度、激光光斑直径、光学元件的半径以及光学元件的厚度,获得了在不同条件下的瞬态温度场以及热应力场。仿真计算结果表明,我们可以通过计算出的热应力和温度分别超过断裂强度和熔点的相应极限的辐照度来预测引发裂化和熔化的辐照度。（3）研究了光学元件表面/亚表面缺陷与损伤之间的关系以及缺陷的后处理。在仿真方面,通过光、热、力多物理场模型建立带有缺陷的光学元件损伤模型,并研究不同缺陷类型下的损伤情况;实验方面,研究了中红外高能激光元件跨尺度检测及表征问题。利用荧光散射测试成像系统对基底进行面形与缺陷的检测,获得表面和亚表面前驱体的成像;利用反射式光热弱吸收检测技术检测反射镜衬底表面吸收情况,获得反射镜衬底表面的弱吸收值来判断缺陷及杂质元素的分布情况;利用白光干涉仪对反射镜表面划痕及凹坑进行检测,获得表面划痕及凹坑的三维成像及尺寸;利用To F-SIMS测试技术对反射镜亚表面所含杂质金属元素进行检测,获得亚表面杂质分布的类型及比例。（4）研究了中红外光学元件抗损伤能力。首先建立了针对连续激光损伤阈值的测试方法,其次我们搭建了中红外连续激光损伤测试系统。通过对不同加工工艺以及不同处理方式的光学元件进行损伤测试,研究不同加工工艺以及后处理方式对于损伤阈值的影响规律,结合第三章中光学元件纳米损伤前驱体的检测表征数据,找出缺陷与损伤之间的关系。
吴新朴[6]（2021）在《长程面形仪系统的调试及性能检测》文中指出近年来,随着同步辐射光源性能的不断提高,对同步辐射光束线的要求也随之提高。光束线的主要功能是对同步辐射光进行单色化、聚焦、分光以及传输。其中大尺寸同步辐射反射镜是实现同步辐射光聚焦的关键元件,反射镜的面形直接影响光束线的聚焦光斑尺寸。光栅作为真空紫外-软X射线单色器的核心分光元件,光栅线密度误差会影响单色器的性能,从而影响光束线的性能。因此在合肥先进光源预研过程中,发展高精度面形与光栅线密度检测技术是至关重要的。长程面形仪是（LTP）检测同步辐射光学元件的主要设备。本论文基于合肥先进光源预研项目,搭建了一套长程面形仪系统,并对其性能进行检测,论文的主要工作及成果包括以下几个方面:1、根据LTP测量反射镜面形原理与光栅线密度的测量原理,搭建了一套LTP系统,使其同时具有检测反射镜面形以及光栅线密度的能力。对LTP存在的随机误差、漂移误差、系统误差进行分析,并给出了相应抑制或者修正的方法。2、利用自准直仪对搭建完成的LTP反射镜测试模块以及光栅测试模块的光学头进行标定,结果表明在±13μrad内,两者与自准直仪的偏差分别为29nrad（RMS）、30nrad（RMS）;对LTP反射镜测试模块的性能进行检测,检测结果表明系统在1.14m的量程内测量重复性为37.5nrad（RMS）、在±13μrad内平面测量精度为49.7nrad（RMS）,在±1.6mrad内曲面测量精度（自测）为89nrad（RMS）,满足系统设计指标。3、运用LTP光栅测试模块对合肥先进光源预研中自主研制的2400L/mm和760L/mm同步辐射等间距光栅进行检测,测量重复性分别为△N/N=1.81×10-7（RMS）、△N/N=5.76×10-7（RMS）;并利用干涉仪对760L/mm光栅的0级衍射和1级衍射波前进行检测,与LTP检测结果进行对比,结果表明LTP与干涉仪的高度轮廓在0级衍射和1级衍射下的偏差分别为0.79nm（RMS）、1.50nm（RMS）,说明了 LTP系统检测光栅线密度的准确性;对LTP测试光栅模块的限制进行了分析,单次扫描线密度变化不能超过50L/mm。测试结果表明,搭建的LTP系统同时具备反射镜面形与光栅线密度的高精度检测能力,为未来合肥先进光源的光束线中光学元件的检测做好了技术储备。
卢岸[7]（2021）在《大口径光学元件亚表面缺陷双通道图像采集系统研究》文中认为随着人类社会高速发展,清洁能源、军事装备以及空间探测等高精尖领域愈发依赖高精密光学系统,对大口径高精度光学元件的稳定性也愈发严苛。亚表面缺陷是降低元件激光损伤阈值的重要因素,会导致元件在高能激光环境下发生损坏。目前的亚表面缺陷的检测原理与方法还处于发展阶段,特别是对大口径元件的检测能力不足。如何高精度、高效率的检测大口径元件亚表面缺陷是如今光学检测领域中的重要难题。本文研究了大口径光学元件的亚表面缺陷检测方法,针对亚表面缺陷检测技术和大口径元件高精度扫描定位技术分别进行了探究,并基于搭建的检测样机进行了实验与数据分析。亚表面缺陷检测技术方面,本文选择熔石英元件并根据其亚表面缺陷光散射特性与光致发光效应,研究了暗场散射与荧光显微双通道图像融合方法。针对双通道图像视场不一致问题,研究并提出了双通道图像采集系统校正方法,并对校正实验的结果进行了误差分析。大口径光学元件高精度扫描定位技术方面,本文在硬件系统研究上,设计制造了高精度多维位移台硬件系统,以支持大口径元件扫描;在算法上,研究了能够提高系统分辨率的子孔径扫描拼接方法,分析了传统蛇形扫描方法的不足,改进提出了子区域扫描方法,并通过实验证明了该方法的优越性。此外,研究了子孔径扫描方法中的系统误差,并针对视场坐标夹角误差与视场尺寸标定误差给出解决方案。最后通过实验验证了系统对大口径熔石英元件亚表面缺陷的高精度扫描与检测能力,以及数据处理能力。
张鹄翔[8]（2021）在《叠层扫描相干衍射成像相位恢复技术研究》文中研究表明波前相位检测在光学的各领域中有着越来越广泛的应用需求。相干衍射成像相位恢复技术作为一种新型的无透镜计算成像技术,以迭代计算取代了复杂的光学系统,成像质量不受光学元件影响,在相位检测方面上展现出了优异的性能。在诸多相干衍射成像方法中,叠层扫描相干衍射成像方法成像准确,收敛速度快,无样品尺寸限制,具有天然的优势和广阔的发展前景。本文在叠层扫描相干衍射成像技术中ePIE（extended Ptychographic Iterative Engine）算法的基础上,研究分析算法中的不唯一解、扫描重叠设置等问题,对系统各项误差开展了深入的研究探索,解决了 ePIE算法应用过程中的关键技术问题,并搭建了检测平台,完成了实验验证。本文详细介绍了相位恢复技术中的基础理论知识,包括光波的标量衍射理论、基于采样定律的菲涅耳衍射数值计算方法（S-FFT衍射计算和.D-FFT衍射计算）、相干衍射成像技术中样品的孤立限制和模糊解的产生机理、重叠约束消除传统相干衍射成像模糊解的原理,为相干衍射成像研究提供了理论支撑。建立了理论模型,重点研究了 ePIE算法中多重解和扫描重叠设置问题。针对ePIE算法模型以及同时重构探针（照明光斑）和样品的特点,分析了算法中相位偏移、振幅缩放、扫描伪影和相位倾斜解等多重解产生的原因,提出了采用非周期扫描的方式解决伪影对测量精度的影响;分析了扫描重叠率对相位重构精度的影响,明确了适用于ePIE算法高精度重构的最佳重叠率范围。开展了关键误差源对相位重构精度的影响仿真和分析。详细分析了 ePIE算法中关键参数对重构精度的影响,主要包括开展扫描误差、距离误差、图像误差和探针误差对相位重构精度的影响仿真分析;以仿真结果为依托对各项误差的容差限制做出指导;提供了扫描误差、传输距离误差等影响测量精度的主要误差源校正方案,完成了光路设计,为算法的工程应用提供技术支撑。搭建了叠层扫描相干衍射成像检测平台,设计扫描采集控制软件,实现自动化数据采集流程控制。基于搭建的实验平台开展生物样品、光学元件以及USAF1951分辨率板检测实验,实验结果与Zygo干涉仪的检测结果PV误差小于λ/10,验证了 ePIE算法在生物样品、光学元件相位测试中的可用性和有效性。
黄梦辉[9]（2021）在《大口径光学元件表面划痕缺陷检测技术研究》文中提出近年来,高精密光学系统越来越广泛的应用于科研、军工以及人们日常生活的各个方面。光学元件作为光学系统的核心组件,其表面质量更是直接影响了光学系统的稳定性。光学元件表面质量高低的与元件中的缺陷大小、数量、密度等因素密切相关,其中表面缺陷主要为光学元件在抛光、研磨等加工之后依旧存在的划痕、擦痕、麻点、破边、气泡、杂质等,在这些缺陷当中以划痕缺陷最为明显,对光学元件的质量影响也最大。划痕的存在会降低光学系统中的光束质量,在高强度激光的照射下容易吸收大量光能量而引起元件的损坏,表面划痕产生的散射光也会被系统内的其他光学元件吸收,引起更多元件的损坏,甚至造成整个光学系统的瘫痪。导致上述各种危害的主要原因在于对光学元件划痕缺陷的控制不到位,因此对光学元件表面缺陷的检测工作至关重要。对此,本文基于大口径光学元件缺陷检测系统,改进表面划痕缺陷检测算法,以提高对划痕检测的准确性。完成的主要工作包括:1.发展了光照不均匀校正算法。在实际的光学检测系统中,光照因素的影响会给图像的信息提取带来干扰,同一区域的划痕由于光照的分布不同容易造成检测结果的差异,光照较弱的区域容易丢失信息,为消除光照不均匀的图像对后期信息获取的影响,本文改进的光照不均匀校正算法采用多项式拟合算法对提取出来的背景信息做拟合,之后将原图和拟合背景做差分实现了图像的均匀化。2.发展了弱划痕信息增强算法。表面缺陷中存在部分划痕的深度较浅以及宽度较窄的情况,反映在暗场成像系统中的灰度值与背景灰度值相近,很难被目视或常规机器视觉识别。针对该问题,本文改进的弱划痕信息增强算法利用频率滤波以及形态学几何特征将弱划痕从图像中分离出,再进一步对划痕图像进行拉伸以扩大图像的对比度,最终将弱划痕信息显着增强。3.发展了自适应阈值提取算法。在图像分割的过程中,需要设定二值化阈值将背景和缺陷分离,由此才能准确地定位划痕缺陷。高精密光学元件划痕的灰度值往往与背景相差无几,些许阈值的偏差便会导致缺陷信息的提取失败,而不同图像中理想的分割阈值往往略有差别,因此单一的分割阈值不适用于所有的图像。本文改进的自适应阈值提取算法依据整张图像的灰度值分布,依据灰度值方差以及分布规律求解理想的分割阈值,实现了对每张图像自适应地提取理想分割阈值。4.发展了直线划痕提取算法。霍夫变换直线检测算法对于噪声有很强的抗干扰性,对于直线的提取也具有很高的准确性,本文结合非极大值抑制算法以及划痕连接算法,实现了对划痕区域提取准确位置信息的功能,并且能够将断裂的划痕进行识别和连接,进而发展为一套基于非极大值抑制的霍夫变换直线提取算法。5.发展了曲线划痕提取算法。针对部分曲线划痕无法用霍夫变换方法识别,本文采用基于划痕方向轨迹的形态学骨架提取方法对曲线划痕进行检测,利用划痕的膨胀、骨架提取与骨架分支去除算法实现划痕的连通域连接,进而实现了划痕区域的识别和定位。6.开展了大口径熔石英光学元件表面缺陷的检测实验。通过该实验,实现了对大口径光学元件的表面划痕的准确提取,进而证明了本文所研究的算法的有效性和准确性。本文研究的一系列划痕检测的算法对光学元件表面缺陷的研究具有重大的意义,并且集成该套算法的软件已经应用于实际的缺陷检测系统中。
苏舒[10]（2020）在《基于波长调谐的自适应移相干涉检测系统研究》文中认为随着科学技术的发展,光学元件在各领域得到广泛的应用,除了精度要求日益提高,同时元件的尺寸也逐渐加大。移相式激光干涉是光学元件表面形貌检测的主要方法,由于波长调谐移相干涉技术在检测过程中不需移动干涉仪内部的参考镜,而具有更高的稳定性,常作为大口径光学元件的主要检测方法。波长调谐激光干涉仪一般采用菲索式干涉结构,在检测过程中,干涉仪通过改变输入电压调谐激光波长,进而改变参考光与测试光之间的光程差,以获取多帧具有等量相位差值的干涉图。干涉图中包含了检测元件的波面信息,常用最小二乘迭代算法进行解相位从中计算波前相位,并通过重构波面得到光学元件的形貌信息。最小二乘迭代算法需要腔长的精确值计算移相量,以此作为初始量迭代拟合得到较精确波前相位分布。但是,这种方法每次测量均需精确标定腔长,且当干涉图间对比度不一致或移相量处于特殊区间时,算法的准确性和鲁棒性均有较大程度地降低,因此直接使用该算法进行解相位计算将难以满足实际的检测要求。本文在深入研究了波长调谐移相原理后,提出一种新的自适应波长调谐移相算法。本文首先对最小二乘算法进行改进,在迭代求解过程中加入对比度参数,解决了在干涉图间存在对比度差异时误差较大问题。同时为保证解相算法的精度,在移相过程使用移相量为π/2进行移相干涉,并根据激光器波长调谐原理,确定了当移相量固定时,激光器电压调谐量与干涉腔长成反比例关系,并通过实验数据对该数学模型进行了改进,得到步进电压与干涉腔长的标定曲线。在检测的过程中,首先,根据腔长的粗标定值结合标定曲线确定移相过程中的步进电压,随后,在移相标定的过程中统计所有像素点移相量的标准差值判定移相质量,避免将移相中的误带入后续图像处理过程中。当移相的结果无法达到计算要求时,结合激光器波长调谐特性,计算电压补偿量,并控制移相量处于合理区间。最后,以移相量标定结果作为最小二乘迭代初值,并在相位计算过程中计算对比度补偿量,通过迭代和优化,大幅提高了相位计算精度。同时,本文设计了多组仿真模拟实验,分别验证了在不同腔长、不同移相量及干涉图间对比度不一致的情况下算法的有效性,并且本文根据所述的算法编制了波长调谐激光干涉仪控制软件。本实验室使用G60U正立式干涉仪作为主框架,在此基础上采用New Focus波长调谐激光器作为移相单元,Basler面阵相机为成像系统,自主搭建了移相干涉仪试验系统。系统所采用的半导体激光器中心波长为635nm,干涉仪系统的腔长可调范围为10-70cm,数模（D/A）转换器调控最小电压改变量为0.001v。实验以直径为60mm的标准平面镜（PV值优于λ/20）为测试对象,检测结果显示其PV值测量精度可达λ/20,PV值与RMS值的重复精度分别达λ/50和λ/1000。
二、光学元件检测技术的研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、光学元件检测技术的研究（论文提纲范文）
（1）点衍射干涉仪衍射波矢量分析及纳米线波导衍射元件的研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 点衍射干涉仪研究历程 |
| 1.2.1 共路点衍射干涉仪 |
| 1.2.2 非共路点衍射干涉仪 |
| 1.3 点衍射干涉仪的衍射元件及分析研究 |
| 1.3.1 共路点衍射干涉仪的衍射元件及分析研究 |
| 1.3.2 非共路点衍射干涉仪的衍射元件及分析研究 |
| 1.4 本文主要研究内容及创新点 |
| 1.4.1 主要研究内容 |
| 1.4.2 主要创新点 |
| 2 衍射波矢量分析的理论与方法 |
| 2.1 光与衍射结构的作用——基于电磁场数值方法的近场仿真 |
| 2.1.1 电磁场的时域有限差分方法 |
| 2.1.2 基于电磁场FDTD方法仿真近场衍射波 |
| 2.1.3 衍射问题中的光源建模 |
| 2.2 衍射波近远场传播——基于矢量衍射理论 |
| 2.2.1 基尔霍夫衍射理论 |
| 2.2.2 场等效原理 |
| 2.2.3 衍射波的近场远推 |
| 2.3 远场衍射波的质量分析 |
| 2.3.1 远场衍射波的振幅分析 |
| 2.3.2 远场远射波的位相分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 基于波导理论的针孔衍射波分析 |
| 3.1 针孔中的光场——基于波导理论求解 |
| 3.1.1 理想金属波导的模场求解 |
| 3.1.2 针孔中的光场——波导理论与电磁场数值方法的求解对比 |
| 3.2 针孔的传导截止效应——基于波导的传输特性 |
| 3.2.1 圆形金属波导的传输特性 |
| 3.2.2 针孔的传导截止效应 |
| 3.3 针孔衍射波的性质分析 |
| 3.3.1 针孔模式场的衍射波求解 |
| 3.3.2 针孔模式场的衍射波分析 |
| 3.4 本章小节 |
| 4 微纳光波导的衍射波分析 |
| 4.1 微纳光波导的传输特性和衍射波分析方法 |
| 4.1.1 基于本征模有限差分方法求解模场和传输特性 |
| 4.1.2 微纳光波导的衍射波分析流程 |
| 4.2 微纳光纤的衍射波分析 |
| 4.2.1 微纳光纤的模场和传输特性 |
| 4.2.2 微纳光纤的衍射波 |
| 4.2.3 微纳光纤的衍射波波前误差 |
| 4.3 纳米线波导的衍射波分析 |
| 4.3.1 纳米线波导的模场和传输特性 |
| 4.3.2 纳米线波导的衍射波 |
| 4.3.3 纳米线波导的衍射波波前误差 |
| 4.3.4 纳米线波导衍射波的优化讨论 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 基于纳米线波导的衍射元件设计与加工制作 |
| 5.1 基于纳米线波导的衍射元件结构 |
| 5.2 纳米线波导弯曲部分的分析设计 |
| 5.3 纳米线波导的耦合器设计 |
| 5.4 基于纳米线波导的衍射元件的加工与耦合测试 |
| 5.4.1 纳米线波导衍射元件的加工流程 |
| 5.4.2 纳米线波导衍射元件的耦合测试 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 本文工作总结 |
| 6.2 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学期间所取得的科研成果 |
（2）大口径望远镜光学系统失调校正技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题背景及意义 |
| 1.2 光学系统检测方法发展现状 |
| 1.3 光学系统失调校正技术研究现状 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第2章 波前曲率传感器的理论分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 波前曲率传感器的基本原理 |
| 2.3 波前曲率传感器的实现方式 |
| 2.4 波前曲率传感器在大口径大视场望远镜的应用 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 基于曲率传感器灵敏度矩阵法的改进 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 灵敏度矩阵法 |
| 3.3 曲率传感器的波前重构算法 |
| 3.4 本征函数法 |
| 3.5 本征系数灵敏度矩阵法的改进 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 同轴三反光学系统失调校正仿真 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 1m同轴三反望远镜光学系统分析 |
| 4.3 曲率传感器安装敏感度分析 |
| 4.4 本征系数灵敏度矩阵模型建立 |
| 4.5 光学系统失调校正仿真分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 大口径光学系统失调量解算实验 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 1.8m望远镜光学系统分析 |
| 5.3 实验基准与本征系数的选取 |
| 5.4 1.8m望远镜光学系统失调量解算实验 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 主要研究内容总结 |
| 6.2 论文工作的不足及下一步工作的展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（3）在线X射线波前检测技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 同步辐射光源简介 |
| 1.1.1 同步辐射光源的发展概述 |
| 1.1.2 同步辐射装置简介 |
| 1.1.3 同步辐射的应用 |
| 1.2 同步辐射波前检测技术概述 |
| 1.3 本文的研究内容和意义 |
| 第2章 衍射理论与概念 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 衍射理论基础 |
| 2.2.1 Huygens-Fresnel原理 |
| 2.2.2 Kirchhoff衍射理论 |
| 2.2.3 Kirchhoff衍射公式的近似 |
| 2.3 叠层衍射技术 |
| 2.3.1 扫描探针X射线显微技术 |
| 2.3.2 相干衍射成像 |
| 2.3.3 叠层衍射成像—STXM与 CDI的结合 |
| 2.3.4 叠层衍射成像技术的运用 |
| 2.4 近场散斑追迹技术 |
| 2.4.1 光学散斑 |
| 2.4.2 近场散斑的概念及其应用 |
| 2.4.3 散斑追迹实验方法 |
| 2.5 光强传输方程(TIE) |
| 2.5.1 TIE理论基础 |
| 2.5.2 恢复振幅和相位的TIE方法 |
| 第三章 基于光强传输方程的波前检测技术研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 TIE求解方法 |
| 3.3 齐次NBC在硬X射线实验中普适性研究 |
| 3.3.1 理论模型 |
| 3.3.2 数值模拟 |
| 3.3.3 实验验证 |
| 3.4 实时在线光强、波前监测装置 |
| 3.4.1 在线光束线性质监测 |
| 3.4.2 硬X射线在线监测装置的设计 |
| 3.4.3 光束性质实时监测与分析 |
| 3.4.4 结论 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 基于散斑追迹的波前检测技术研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 光栅分光后衍射光的性质研究 |
| 4.2.1 理论 |
| 4.2.2 数值模拟 |
| 4.2.3 实验 |
| 4.3 基于散斑追迹的实时波前检测 |
| 4.3.1 理论 |
| 4.3.2 模拟 |
| 4.3.3 实验验证 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 基于叠层衍射的波前检测技术研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验平台 |
| 5.2.1 参数设计 |
| 5.2.2 实验验证 |
| 5.3 X射线反射镜镜面检测研究 |
| 5.4 粉光(pink beam)叠层衍射实验 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（4）大口径非球面镜三维面形轮廓的测量与评定（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1.绪论 |
| 1.1 课题来源 |
| 1.2 课题研究背景与意义 |
| 1.3 非球面检测技术概述 |
| 1.3.1 非球面的基本概念 |
| 1.3.2 非球面检测技术研究现状 |
| 1.4 大口径非球面的面形拟合研究现状 |
| 1.4.1 曲面重建研究现状 |
| 1.4.2 位姿误差校正研究现状 |
| 1.5 本文的篇章结构及内容 |
| 2.路径规划与测量误差分析 |
| 2.1 接触式测量轮廓仪 |
| 2.1.1 接触式轮廓仪研究现状 |
| 2.1.2 接触式轮廓仪组成及工作原理 |
| 2.1.3 非球面测量过程 |
| 2.2 检测路径分析 |
| 2.3 测量误差分析 |
| 2.3.1 偏心量误差分析 |
| 2.3.2 倾斜量误差分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 3.位姿误差校正模型的建立与分析 |
| 3.1 精密调心调平工作台设计与分析 |
| 3.1.1 装置整体分析 |
| 3.1.2 调心装置设计与分析 |
| 3.1.3 调平装置设计与分析 |
| 3.1.4 精密调心调平工作台仿真分析 |
| 3.2 位姿误差校正算法的建立与分析 |
| 3.2.1 位姿误差参数拟合 |
| 3.2.2 基于非线性最小二乘的位姿误差估计算法 |
| 3.3 本章小结 |
| 4.大口径非球面镜的曲面重建算法研究 |
| 4.1 参数初始估计算法 |
| 4.2 参数优化算法 |
| 4.3 本章小结 |
| 5.大口径非球面镜的误差评定实验 |
| 5.1 非球面镜的检测与误差评定 |
| 5.1.1 非球面镜的路径规划 |
| 5.1.2 非球面镜的曲面重建 |
| 5.1.3 非球面镜三维面形轮廓误差评定 |
| 5.2 非球面镜位姿误差校正实验 |
| 5.3 本章小结 |
| 6.结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
（5）强激光诱导光学元件热破坏机制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景 |
| 1.2 强激光诱导光学元件损伤研究的现状 |
| 1.3 高光学功率密度下的光学效应 |
| 1.3.1 吸收 |
| 1.3.2 拉曼散射 |
| 1.3.3 受激布里渊散射 |
| 1.3.4 自聚焦 |
| 1.4 该课题工作的意义 |
| 1.5 论文的主要研究内容及创新点 |
| 1.5.1 论文的主要研究内容 |
| 1.5.2 论文的创新点 |
| 2 光热吸收模型的建立与仿真 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 理论基础 |
| 2.2.1 理论基础 |
| 2.2.2 模型构建与方法 |
| 2.3 基础结构吸收曲线与机理 |
| 2.4 VO_2吸收器吸收曲线与机理 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 中红外连续高能激光损伤模型的建立与仿真 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 几何模型的构建 |
| 3.2.1 理论基础 |
| 3.2.2 模型构建与方法 |
| 3.3 仿真参数对激光损伤的影响 |
| 3.3.1 激光器输出功率 |
| 3.3.2 光斑尺寸 |
| 3.3.3 样品厚度 |
| 3.3.4 样品半径 |
| 3.4 激光损伤机理 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 光学元件表面/亚表面缺陷的研究及后处理 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 亚表面缺陷的检测表征 |
| 4.2.1 荧光散射测试 |
| 4.2.2 光热弱吸收测试 |
| 4.2.3 白光干涉测试 |
| 4.2.4 To F-SIMS测试 |
| 4.3 缺陷的后处理 |
| 4.3.1 干法刻蚀 |
| 4.3.2 湿法刻蚀 |
| 4.3.3 后处理结果分析 |
| 4.4 不同缺陷类型 |
| 4.4.1 不同缺陷类型 |
| 4.4.2 不同表面粗糙度 |
| 4.4.3 不同杂质元素 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 中红外光学元件损伤机理研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 激光损伤阈值测试方法 |
| 5.3 激光损伤阈值测试系统的搭建 |
| 5.3.1 损伤测试条件 |
| 5.3.2 测试系统结构 |
| 5.4 激光损伤测试过程及结果 |
| 5.4.1 损伤测试过程 |
| 5.4.2 损伤测试结果 |
| 5.4.3 损伤形貌检测 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
| (一)公开发表的论文 |
| (二)学术会议与活动 |
（6）长程面形仪系统的调试及性能检测（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 同步辐射光学元件检测 |
| 1.2.1 同步辐射光学反射镜检测 |
| 1.2.2 同步辐射光栅线密度检测 |
| 1.3 长程面形仪的发展历史 |
| 1.4 选题意义及论文构成 |
| 1.4.1 选题意义 |
| 1.4.2 论文构成 |
| 第二章 LTP系统设计与误差分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 基本原理 |
| 2.2.1 LTP测量反射镜面形原理 |
| 2.2.2 LTP测量光栅线密度原理 |
| 2.2.3 面形重构原理 |
| 2.3 LTP测量系统设计 |
| 2.4 LTP系统的误差分析与抑制 |
| 2.4.1 随机误差 |
| 2.4.2 漂移误差 |
| 2.4.3 系统误差 |
| 2.4.4 LTP测量光栅误差分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 LTP系统检测 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 LTP系统光学头标定 |
| 3.2.1 LTP反射镜测试模块光学头标定 |
| 3.2.2 LTP光栅测试模块光学头标定 |
| 3.3 LTP反射镜测试模块性能检测 |
| 3.3.1 重复性检测 |
| 3.3.2 量程检测 |
| 3.3.3 曲面角度范围检测 |
| 3.3.4 测量精度 |
| 3.4 LTP光栅测试模块性能检测 |
| 3.4.1 等间距光栅检测 |
| 3.4.2 变间距光栅检测 |
| 3.4.3 LTP测量光栅的限制 |
| 3.5 不同直径光斑检测 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 总结与展望 |
| 4.1 论文总结 |
| 4.2 论文的创新点 |
| 4.3 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
（7）大口径光学元件亚表面缺陷双通道图像采集系统研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 大口径光学元件检测研究现状 |
| 1.2.2 亚表面缺陷检测研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 2 亚表面缺陷检测双通道图像采集系统原理 |
| 2.1 亚表面缺陷产生机理与结构 |
| 2.2 亚表面缺陷散射成像理论 |
| 2.2.1 表面缺陷暗场散射理论 |
| 2.2.2 亚表面缺陷暗场散射成像系统原理 |
| 2.3 亚表面缺陷光致发光成像理论 |
| 2.3.1 光致发光理论 |
| 2.3.2 亚表面缺陷荧光显微成像系统原理 |
| 2.4 双通道图像信号融合分析 |
| 2.4.1 信号累加分析 |
| 2.4.2 信号差分分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 亚表面缺陷双通道图像校正处理方法 |
| 3.1 图像配准方法 |
| 3.1.1 基于缺陷灰度的图像配准方法 |
| 3.1.2 基于缺陷特征的图像配准方法 |
| 3.1.3 亚表面缺陷双通道图像配准方法选择 |
| 3.2 图像变换方法 |
| 3.2.1 刚性变换 |
| 3.2.2 非刚性变换 |
| 3.3 双通道图像校正方法与实验 |
| 3.3.1 双通道图像校正方法 |
| 3.3.2 双通道图像校正实验 |
| 3.4 双通道图像校正方法误差因素分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 大口径光学元件高精度扫描定位系统与方法 |
| 4.1 高精度多维位移台设计 |
| 4.1.1 三维直线位移模块设计 |
| 4.1.2 二维姿态调整模块设计 |
| 4.2 子孔径扫描方法 |
| 4.2.1 子孔径扫描拼接原理 |
| 4.2.2 蛇形子孔径扫描方法 |
| 4.2.3 子区域子孔径扫描方法 |
| 4.3 子孔径扫描方法拼接误差分析 |
| 4.3.1 蛇形扫描方法拼接误差分析 |
| 4.3.2 子区域扫描方法误差分析 |
| 4.4 视场坐标系校正与尺寸标定 |
| 4.4.1 视场坐标系校正方法 |
| 4.4.2 视场尺寸标定方法 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 亚表面缺陷检测双通道图像采集系统设计与实验 |
| 5.1 核心检测系统结构设计 |
| 5.2 控制与图像处理子系统软件设计 |
| 5.2.1 软件需求分析 |
| 5.2.2 软件架构设计 |
| 5.2.3 软件实现 |
| 5.3 实验结果与分析 |
| 5.3.1 基于子孔径扫描方法的高精度扫描定位实验 |
| 5.3.2 亚表面缺陷双通道图像检测实验 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 本文工作总结 |
| 6.2 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学期间所取得的科研成果 |
（8）叠层扫描相干衍射成像相位恢复技术研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 相干衍射成像方法概述 |
| 1.2 叠层扫描相干衍射成像技术发展 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 2 相干衍射成像理论基础 |
| 2.1 光场衍射计算 |
| 2.2 相位恢复技术 |
| 2.3 相干衍射成像相位恢复算法 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 扫描相干衍射成像系统模型及ePIE算法 |
| 3.1 PIE系统模型 |
| 3.2 重构照明探针的ePIE算法 |
| 3.3 ePIE算法的不唯一解 |
| 3.4 重叠区域对算法重建结果影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 ePIE测量误差及校正方法 |
| 4.1 误差分析 |
| 4.2 扫描误差 |
| 4.3 距离误差 |
| 4.4 图像误差对ePIE重构精度的影响分析及仿真 |
| 4.5 探针误差对ePIE重构精度的影响分析及仿真 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 基于ePIE的生物样片和光学元件检测实验验证 |
| 5.1 叠层扫描相干衍射成像检测系统 |
| 5.2 实验结果 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 本文工作总结 |
| 6.2 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学期间所取得的科研成果 |
（9）大口径光学元件表面划痕缺陷检测技术研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 光学元件表面缺陷检测技术研究现状 |
| 1.2.2 光学元件表面划痕检测技术研究现状 |
| 1.3 光学元件表面划痕缺陷检测技术的难点 |
| 1.4 主要研究内容 |
| 2 光学元件表面划痕检测系统介绍 |
| 2.1 光学元件表面缺陷检测系统原理 |
| 2.2 光学元件表面缺陷信息提取方法 |
| 2.2.1 图像的采集与拼接 |
| 2.2.2 划痕的分割与提取 |
| 2.2.3 相机的视场标定 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 光学元件表面划痕检测的图像预处理 |
| 3.1 光照不均匀校正算法 |
| 3.2 弱划痕信息增强算法 |
| 3.3 自适应阈值提取算法 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 光学元件表面划痕的分割提取技术 |
| 4.1 划痕分割提取算法 |
| 4.1.1 基于连通域长宽比的直线划痕提取算法 |
| 4.1.2 基于霍夫线变换的直线划痕提取算法 |
| 4.1.3 基于形态学处理的曲线划痕提取算法 |
| 4.2 光学元件表面划痕连接算法以及重复性判定 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 光学元件表面划痕检测软件设计 |
| 5.1 软件介绍 |
| 5.1.1 划痕信息参数的提取 |
| 5.1.2 缺陷的删除与定位 |
| 5.2 实验结果分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 本文工作总结 |
| 6.2 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
（10）基于波长调谐的自适应移相干涉检测系统研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 移相干涉技术发展 |
| 1.3 国内外激光干涉仪发展 |
| 1.3.1 国外研究进展 |
| 1.3.2 国内研究进展 |
| 1.4 主要研究内容及章节安排 |
| 1.4.1 主要研究内容 |
| 1.4.2 本文章节安排 |
| 第二章 波长调谐移相干涉技术理论基础 |
| 2.1 移相干涉原理 |
| 2.2 时间移相技术 |
| 2.2.1 PZT移相技术 |
| 2.2.2 偏振移相技术 |
| 2.3 空间移相技术 |
| 2.3.1 同步移相技术 |
| 2.3.2 全息移相技术 |
| 2.3.3 空间载波技术 |
| 2.4 波长移相干涉原理 |
| 2.4.1 激光器波长调谐原理 |
| 2.4.2 波长调谐移相规律 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 波长调谐移相技术相关算法 |
| 3.1 移相量标定算法 |
| 3.1.1 条纹跟踪法 |
| 3.1.2 两帧差分算法 |
| 3.1.3 基于Lissajous图的移相标定算法 |
| 3.2 相位提取算法 |
| 3.2.1 定步长移相算法 |
| 3.2.2 最小二乘算法 |
| 3.2.3 多步平均算法 |
| 3.3 解包裹算法 |
| 3.3.1 Goldstein枝切法 |
| 3.4 Zernike波面拟合 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 波长调谐移相自适应算法 |
| 4.1 移相标定过程 |
| 4.1.1 移相量初步标定 |
| 4.1.2 移相质量判定 |
| 4.1.3 移相修正过程 |
| 4.2 改进迭代算法 |
| 4.2.1 波前相位求解 |
| 4.2.2 移相量求解 |
| 4.2.3 迭代过程 |
| 4.3 仿真实验 |
| 4.3.1 腔长未知检测精度实验 |
| 4.3.2 不同移相量检测精度实验 |
| 4.3.3 对比度存在差异检测精度 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 系统设计与测量实验 |
| 5.1 硬件系统 |
| 5.1.1 干涉仪系统 |
| 5.1.2 半导体激光器选型 |
| 5.1.3 相机选型 |
| 5.2 软件控制系统 |
| 5.2.1 开发环境 |
| 5.2.2 基础功能模块 |
| 5.2.3 图像算法模块 |
| 5.3 干涉仪测量实验 |
| 5.3.1 测量精度实验 |
| 5.3.2 移相算法稳定性实验 |
| 5.3.3 对比度实验 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 本文所做工作 |
| 6.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 攻读硕士期间取得成果 |
四、光学元件检测技术的研究（论文参考文献）
- [1]点衍射干涉仪衍射波矢量分析及纳米线波导衍射元件的研究[D]. 王晨. 浙江大学, 2021(01)
- [2]大口径望远镜光学系统失调校正技术研究[D]. 梁琼心. 中国科学院大学(中国科学院光电技术研究所), 2021(08)
- [3]在线X射线波前检测技术研究[D]. 胡哲. 中国科学院大学(中国科学院上海应用物理研究所), 2021(01)
- [4]大口径非球面镜三维面形轮廓的测量与评定[D]. 刘同士. 中原工学院, 2021(09)
- [5]强激光诱导光学元件热破坏机制研究[D]. 张玉斌. 西南科技大学, 2021(08)
- [6]长程面形仪系统的调试及性能检测[D]. 吴新朴. 中国科学技术大学, 2021(08)
- [7]大口径光学元件亚表面缺陷双通道图像采集系统研究[D]. 卢岸. 浙江大学, 2021(09)
- [8]叠层扫描相干衍射成像相位恢复技术研究[D]. 张鹄翔. 浙江大学, 2021(09)
- [9]大口径光学元件表面划痕缺陷检测技术研究[D]. 黄梦辉. 浙江大学, 2021(09)
- [10]基于波长调谐的自适应移相干涉检测系统研究[D]. 苏舒. 东华大学, 2020(01)