平面光學(xué)元件表面面形參數(shù)測(cè)量評(píng)價(jià)研究.pdf

1、密級(jí)玉分類號(hào)盟Z壘!凰西步≥專4毫’心氈Sb《夕XIANTECHNoLoGICALUNIVERSITY碩士學(xué)位論文題目：平面光學(xué)元件表面面形參數(shù)測(cè)量評(píng)價(jià)研究作者：劉佳妮指導(dǎo)教師：田愛玲教授申請(qǐng)學(xué)位學(xué)科：光學(xué)工程2018年5月20日川4㈣9川9㈣0川0川4川3川Y平面光學(xué)元件表面面形參數(shù)測(cè)量評(píng)價(jià)研究學(xué)科：光學(xué)工程研究生簽字：蒯／『毫啪指導(dǎo)教師簽字：潞痧／摘要光學(xué)元件表面質(zhì)量的精確評(píng)價(jià)是光學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域中重要的問(wèn)題之一。表面質(zhì)量包括面形、波紋度

2、及粗糙度。目前，測(cè)量面形和波紋度常用的儀器是以高精度的干涉儀為主，測(cè)粗糙度通常使用輪廓儀。通過(guò)測(cè)量可以快速地獲得表面參數(shù)進(jìn)而實(shí)現(xiàn)評(píng)價(jià)。不同廠家的儀器給出的評(píng)價(jià)參數(shù)不同，如何建立不同儀器測(cè)量結(jié)果的關(guān)聯(lián)性，從而實(shí)現(xiàn)各儀器測(cè)量結(jié)果的相互轉(zhuǎn)換成為重要的問(wèn)題。在測(cè)量過(guò)程中，評(píng)價(jià)參數(shù)不同、儀器選用不同，會(huì)導(dǎo)致評(píng)價(jià)結(jié)果不統(tǒng)一。本文圍繞平面光學(xué)元件的表面質(zhì)量評(píng)價(jià)開展了相應(yīng)的研究工作，論述了表面質(zhì)量評(píng)價(jià)的研究現(xiàn)狀，分析了表面質(zhì)量評(píng)價(jià)的基本參數(shù)，對(duì)面形評(píng)價(jià)

3、參數(shù)的穩(wěn)定性及關(guān)聯(lián)性展開研究，對(duì)輪廓儀測(cè)量結(jié)果的一致性進(jìn)行分析。首先，給出了平面光學(xué)元件表面質(zhì)量評(píng)價(jià)中峰谷值、均方根值、功率譜密度和粗糙度的定義及評(píng)價(jià)準(zhǔn)則。其次，針對(duì)高精度光學(xué)元件表面質(zhì)量評(píng)價(jià)中峰谷值的偶然性和不確定性，利用仿真和實(shí)驗(yàn)研究對(duì)不同波面的PV、PVm、PV20、PVq和PV，進(jìn)行了重復(fù)性和穩(wěn)定性分析，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：PVq和PV，的穩(wěn)定性優(yōu)于PV、PVm和PV20。接著，通過(guò)分析單項(xiàng)像差、多項(xiàng)像差綜合波面和實(shí)際測(cè)量波面中峰谷值

4、和均方根值之間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)對(duì)于單項(xiàng)像差或多項(xiàng)像差綜合的波面，使用單一的PV值或RMS值即可評(píng)價(jià)；對(duì)于實(shí)際測(cè)量的波面，需要PV和RMS參數(shù)綜合評(píng)價(jià)。最后，使用FormTalysurfPGIOptics接觸式輪廓儀和NewViewTM8000Series3D光學(xué)表面輪廓儀對(duì)不同微觀形貌的樣件進(jìn)行測(cè)量，分析了采樣點(diǎn)數(shù)、測(cè)量范圍及基準(zhǔn)線的選擇對(duì)結(jié)果的影響；通過(guò)設(shè)定取樣長(zhǎng)度，計(jì)算高斯濾波中線、最小二乘中線、最小二乘曲線，對(duì)不同評(píng)定基準(zhǔn)下的粗糙度值