變線密度全息光柵的研制及檢測.pdf

1、變線密度光柵單色儀具有自動(dòng)聚焦和消慧差的能力，能大幅度提高單色儀的分辨本領(lǐng)、大大減少雜散光，并可節(jié)省大量光學(xué)元件、極大地簡化單色儀的設(shè)計(jì)和加工。所以在激光核聚變裝置、太空望遠(yuǎn)鏡、同步輻射應(yīng)用等尖端科技中有著重要的應(yīng)用。 變線密度光柵的制作和檢測難度都很大，國內(nèi)以前不能制造，完全依靠進(jìn)口，這在價(jià)格、質(zhì)量和交貨日期上都受制于國外公司，影響國家重大項(xiàng)目的進(jìn)展。因此，變線密度全息光柵的研制與檢測研究具有十分重要的理論與應(yīng)用。 本

2、文的研究工作是基于兩個(gè)國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“變間距光柵的研制和檢測”和“探索變間距全息光柵新的研制和檢測理論”，尤其是后一個(gè)基金的研究內(nèi)容。 關(guān)于變線密度全息光柵的研制和檢測，本文主要完成了如下研究內(nèi)容：1.在王銣同學(xué)初步探索工作的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了對變線密度全息光柵密度的在線檢測，研究了檢測原理，推導(dǎo)出了相關(guān)公式，進(jìn)行了檢測研究。在線檢測研究表明，可以應(yīng)用干涉云紋檢測技術(shù)，在全息光柵的制作過程中在線檢測光柵密度的全場分布。

3、 2.全息光刻法制作的變線密度光柵，其密度變化規(guī)律受干涉光路限制，有時(shí)不能獲得實(shí)際需求的某些變線密度光柵，本文提出了一種新的變線密度光柵制作方法。將變線密度或等線密度光柵制作到某種彈性基底元件表面上，通過施加一定的載荷，使彈性基底按預(yù)先的設(shè)計(jì)要求進(jìn)行變形，從而使光柵的線密度分布達(dá)到所需要求。通過一個(gè)彈性基底光棚的具體研制、線密度檢測及與理論解的比較，表明本文提出的彈性基底變線密度光柵的制作法基本可行，得到了線密度連續(xù)變化的變線密度光柵。

4、 3.曲面變線密度光柵同時(shí)具有透鏡和平面光柵兩種光學(xué)元件的功能，可用曲面變線密度光柵一種光學(xué)元件取代透鏡和平面光柵兩種光學(xué)元件，本文提出一種新的曲面變線密度光柵的制作方法：首先將平表面上的光柵轉(zhuǎn)移到PDMS薄膜上，再利用混合溶膠凝膠，將PDMS薄膜上的光柵轉(zhuǎn)移到凹透鏡的內(nèi)表面上。通過一個(gè)曲面變線密度光柵的具體研制和線密度檢測，表明本文提出的曲面變線密度光柵的制作方法是可行的。 為了對國防973項(xiàng)目“耐熱合金結(jié)構(gòu)疲勞破壞的

5、理論和試驗(yàn)研究”中的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行探索性研究，本文在第五章中還進(jìn)行了如下的研究工作：1.對傳統(tǒng)的在光刻膠涂層中復(fù)制網(wǎng)格圖的制作法進(jìn)行了探索，發(fā)現(xiàn)這這樣制作的網(wǎng)格圖可能難以用于高溫變形檢測。 2.提出了發(fā)黑-鍍鉻高溫網(wǎng)格圖的制作法，在試件表面制成由金屬鉻構(gòu)成的耐高溫網(wǎng)格圖。經(jīng)500℃高溫烘烤發(fā)現(xiàn)，這種方法研制的網(wǎng)格圖質(zhì)量相當(dāng)好。 3.提出了濺射法鍍金高溫網(wǎng)格圖的制作法，在試件表面制成由金膜構(gòu)成的耐高溫網(wǎng)格圖。經(jīng)500℃高溫烘

6、烤發(fā)現(xiàn)，這種方法制作的網(wǎng)格圖的質(zhì)量也非常好。 4.對用砂紙直接打磨，在試件表面制作白光散斑圖的傳統(tǒng)方法，進(jìn)行了高溫烘烤研究。經(jīng)500℃高溫烘烤發(fā)現(xiàn)，這樣制成的白光散斑圖應(yīng)能用于高溫變形測量。 5.提出了發(fā)黑-腐蝕高溫散斑圖的制作法，先將試件表面發(fā)黑，再用鉻腐蝕液擦洗試件表面，使試件表面形成隨機(jī)的白光散斑圖。經(jīng)500℃高溫烘烤發(fā)現(xiàn)，這樣制成的白光散斑圖具有良好的高溫性能。 6.本文提出了濺射法鍍金高溫散斑圖的制作法