国家自然科学基金(61210015)
- 作品数：13 被引量：79H指数：6
- 相关作者：张学军郑立功罗霄张峰薛栋林更多>>
- 相关机构：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所中国科学院大学中国科学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划更多>>
- 相关领域：理学机械工程电子电信金属学及工艺更多>>
- 基于条纹反射的超精密车削反射镜的在位面形检测被引量：14
- 2018年
- 针对单点金刚石车削金属反射镜的加工检测迭代周期较长的问题,引入了动态范围大、检测速度快的条纹反射法,实现了对金属反射镜的在位面形检测,提高了制造效率。对条纹反射面形检测原理进行了研究,通过光线追迹程序对口径为100mm的反射镜面进行了模拟仿真,分析了条纹反射在位面形检测系统完成微米级面形检测时的位姿标定需求;对口径为100mm的凹球面金属反射镜进行了在位检测,测量精度优于1μm。研究结果对单点金刚石车削反射镜的加工提供了参考。
- 邵山川陶小平王孝坤
- 关键词：金刚石车削位姿误差
- 五棱镜扫描技术检测大口径平面镜的误差分析被引量：12
- 2015年
- 五棱镜扫描检测具有结构简单、检测周期短等优点,可以实现大口径平面镜低阶像差的高精度检测,是指导大口径平面镜光学加工过程的一种有效途径。为使大口径平面镜检测系统中的五棱镜扫描技术更加完善,通过理论分析和计算模拟,对五棱镜检测系统中的主要误差源,包括五棱镜制造误差、温度梯度的影响、元件位置误差、光束定位误差、自准直仪测量误差等进行研究,形成了比较完善的误差分析的数理结果。计算结果表明,在当前实验室技术条件下,五棱镜扫描检测系统在单个测量点处的测量不确定度达到230 nrad,其中影响五棱镜检测系统测量精度的主要因素为自准直仪的测量精度与温度的影响。研究结果给出了工程实际中提高五棱镜扫描系统检测精度与减小测量误差的注意事项,并可用于指导系统设计时的误差分析及精度分配。
- 戚二辉罗霄李明李明郑立功
- 关键词：光学检测误差分析
- 大口径非圆形光学平面的五棱镜扫描检测技术研究被引量：5
- 2014年
- 为了解决非圆形大口径光学平面镜加工过程中的高精度检测问题,针对五棱镜扫描技术,使用一种基于多项式内积以及cholesky分解的非递归方法进行数据处理,同时编写了检测拟合程序,并结合工程实例,对30m望远镜(TMT),thirty meter telescope)项目的三镜(2.5m×3.5m椭圆形平面镜)进行了模拟检测的Monte-Carlo分析。分析结果表明,五棱镜扫描系统对TMT三镜低阶像差的检测精度可以达到30.6nm 5 rms,对power项、astigmatism项的检测精度分别达到9.6nm rms及13.7nmrms,能够完成大口径非圆形光学平面镜低像差的高精度检测。
- 戚二辉罗霄郑立功张学军
- 关键词：光学检测
- 用于大口径平面镜检测的五棱镜扫描检测系统装调技术研究被引量：2
- 2015年
- 五棱镜扫描检测具有结构简单、检测周期短等优点,可实现低阶像差的高精度检测,是指导大口径、超大口径平面镜光学加工的有效途径。基于光线矢量追迹理论,建立五棱镜扫描检测系统数学模型,并采用最小二乘法推导出系统测量精度与系统主要光学元件角度变化量之间的解析表达式。在此基础上,分析了系统测量精度对元件装调精度的灵敏度,给出了系统精确装调的实施方案,并进行了系统装调试验,探索出适合大口径平面镜检测的五棱镜扫描检测系统装调流程。实验结果表明,由装调过程引起的系统测量误差可控制在40 nrad以内。通过理论分析和装调试验,验证了使用五棱镜扫描检测技术进行大口径平面检测的可行性。
- 戚二辉罗霄刘泉郑立功张学军
- 关键词：光学设计五棱镜
- 磁流变抛光技术在中国科学院长春光学精密机械与物理研究所研究进展（英文）被引量：9
- 2015年
- 简述了国内外磁流变抛光技术的研究历史和现状。介绍了磁流变抛光技术的抛光原理、特性及优点。着重阐述了长春光学精密机械与物理研究所近几年来在磁流变抛光技术研究方面的最新进展,解决了磁流变抛光的若干关键技术,主要包括:研制出一种新型磁流变抛光液,这种磁流变抛光液具有优良的流变性和较高的抛光效率;研究出一种基于矩阵代数运算模型的磁流变抛光驻留时间求解算法;为了增加去除函数(抛光区)面积、提高材料去除效率,研制出适合大口径非球面反射镜加工的带式磁流变抛光机。
- 张峰
- 关键词：光学制造磁流变抛光去除函数
- 倾斜计算全息板标定补偿器误差被引量：1
- 2015年
- 为了标定利用补偿器检测非球面的精度,提出采用倾斜计算全息法(CGH)校验补偿器,并将补偿器精度提高。介绍补偿器检测离轴非球面基本原理,同时结合工程实例,设计补偿器检测860 mm×600 mm的离轴高次非球面,通过加工与装配,仿真分析出装配后的补偿器精度为2.91 nm[均方根(RMS)值]。设计了利用倾斜式的计算全息板检测该补偿器的实验,并分析出利用该CGH校验补偿器的精度为1.79 nm(RMS值)。结果表明,受限于补偿器光学元件加工和组装精度,其检测精度未知,通过对补偿器误差进行检测与标定,可以确定利用该补偿器检测非球面的可行性并将其精度提高。
- 朱德燕李明薛栋林薛栋林
- 关键词：补偿器离轴非球面光学检测
- 大口径标准球面镜组研制与应用被引量：9
- 2014年
- 为了实现大口径凸面反射镜检测,研究了大口径标准镜组的设计与研制技术。针对口径Φ为350mm、焦距为4400mm的标准球面镜组,完成了标准镜头设计分析、面形和曲率半径误差标定以及系统集成与实验验证。光学设计软件模拟分析结果表明镜头设计波像差达到0.0001λ[峰谷值(PV),λ=632.8nm],该标准镜头参考球面标准镜面形加工精度达到0.088λ(PV,λ=632.8nm)、0.006λ[均方根(RMS),λ=632.8nm],某项目Φ为320mm、R为4092mm的碳化硅凸面反射镜最终加工检测结果达到0.102λ(PV,λ=632.8nm)、0.011λ(RMS,λ=632.8nm)。结果表明采用该大口径标准球面波透镜组为大口径长曲率半径凸面反射镜提供了一种高精度检测的手段,解决了大口径长曲率半径凸面反射镜检测难题,采用该标准球面镜结合基于数字样板的非零位检测方法也可完成浅度非球面或自由曲面面形实时高精度检测。
- 薛栋林
- 关键词：光学制造大口径
- 超大口径光学制造的静压支撑系统集成与控制被引量：4
- 2015年
- 在超大口径光学制造中,镜体背部空间狭小,转台承载能力有限,要求光学制造的支撑结构尽量简单;镜体承受加工载荷且弥漫加工磨料,要求支撑系统对加工载荷和环境不敏感;此外,为便于在线检测,缩短检测周期,还要求支撑系统具有较高的调整精度和稳定性。设计了一种均力型静压支撑系统,先测试了单个支撑的均力性及刚度,预测了压印效应的大小;随后阐述了支撑系统的控制方法;最后实现了系统集成及其图形用户界面（GUI）界面操作。将该系统用于2m Si C反射镜的光学加工,可将压印效应均方根（RMS）值控制到13.1 nm≈λ/48,满足加工需要;用于立式检测,系统对镜体倾斜和俯仰角可监测到的角度范围为0.34″~0.48°,以及沿Z方向±5 mm的运动;对应曲率中心在XY平面的调节范围d R最大值50 mm,最小值为10μm,与电荷耦合器件（CCD）像元尺寸接近,满足立式检测需要。对目前具有重大需求的2~4 m量级反射镜而言,该系统具有较好的适用性。
- 胡海飞罗霄戚二辉胡海翔郑立功
- 关键词：光学制造
- 纳米级面形精度光学平面镜加工被引量：7
- 2014年
- 为实现纳米级面形精度光学平面镜的高效精密抛光,提出了一种由传统环带抛光技术和先进离子束抛光技术相结合的组合式加工方法。介绍了环带抛光技术和离子束抛光技术的原理,通过实验研究了离子束抛光的材料去除函数,并采用这种组合抛光方法对口径为150 mm的平面镜进行抛光,抛光后平面镜的面形误差和表面粗糙度分别达到1.217nm RMS和0.506 nm RMS。实验结果表明,这种组合抛光技术适合纳米级面形精度光学平面镜的加工。
- 张峰
- 关键词：光学加工
- 摆臂式轮廓测量不同母线条数的敏感性分析被引量：2
- 2018年
- 为了确定摆臂式轮廓检测大口径离轴非球面采用不同扫描线数时系统检测误差的敏感性,文中提出采用蒙特卡洛方法,建立了仿真分析的模型。对母线条数分别为8~120条的模式进行模拟检测,对系统噪声引入的面形误差进行Zernike多项式项拟合,统计分析得母线条数为8~39条时,系统噪声引入的低阶项检测误差随母线条数的增加而迅速降低;母线条数为40~70条时,引入低阶项检测误差降低缓慢;71~120条时,引入的低阶项检测误差几乎保持不变。结合实例,对一口径1 500 mm的离轴非球面反射镜进行实验,分别采用36条、72条和96条母线进行面形检测。36条母线检测误差相对较大,检测结果为7.73μm PV和0.68μm RMS;72条母线和96条母线检测结果十分接近,分别为5.755μm PV,0.568μm RMS和5.612μm PV,0.569μm RMS。验证了仿真分析结果的准确性,为摆臂式轮廓检测大口径离轴非球面中母线条数的优化选择提供了理论指导。
- 熊玲罗霄罗霄张峰张峰薛栋林
- 关键词：大口径离轴非球面
