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斜率均方根在TMT三镜面形评价中的应用
1
作者
安其昌
张景旭
+1 位作者
杨飞
刘祥意
《光电工程》
CAS
CSCD
北大核心
2014年第12期78-81,94,共5页
为了更好地评价30 m望远镜三镜(TMT M3)的反射镜,本文结合系统频域特征以及斜率均方根,对于其检测、评价的基本原理进行研究。首先根据斜率均方根(slope RMS)的定义,基于正弦多项式,对于其基本性质进行推导与分析;然后,针对斜率测量,提...
为了更好地评价30 m望远镜三镜(TMT M3)的反射镜,本文结合系统频域特征以及斜率均方根,对于其检测、评价的基本原理进行研究。首先根据斜率均方根(slope RMS)的定义,基于正弦多项式,对于其基本性质进行推导与分析;然后,针对斜率测量,提出slope RMS的分离与合成方法,为提出符合TMT招标方要求的检测评价方法提供理论基础;最后,将本文方法应用于TMT三镜仿真数据,检验了本文假设的正确性与方法的可行性。
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关键词
三十米望远镜三镜
斜率均方根
频域特征
低阶像差
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职称材料
利用散射辐射分布矩测量表面轮廓均方根斜率
2
作者
曾焱
艾克拜尔江·克然木
《激光与红外》
CAS
CSCD
北大核心
2009年第8期840-843,共4页
为了利用激光散射分布测量表面粗糙度参数,从分析高斯粗糙表面非傍轴散射光能量的角分布特征与轮廓均方根斜率之间的关系,得到了利用散射角分布进行粗糙表面横向粗糙度参数的测量方法。提出了散射光的两个特征值:辐射立体角密度矩M(θ)...
为了利用激光散射分布测量表面粗糙度参数,从分析高斯粗糙表面非傍轴散射光能量的角分布特征与轮廓均方根斜率之间的关系,得到了利用散射角分布进行粗糙表面横向粗糙度参数的测量方法。提出了散射光的两个特征值:辐射立体角密度矩M(θ)和M(φ),用以表征散射光能量立体角分布情况,并给出了在非傍轴远场条件下的测量和计算方法。实验证明,给出的特征参数能够得到散射光能量立体角分布特征并可用于测量粗糙表面横向形貌参数。
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关键词
表面粗糙度
轮廓
均
方根
斜率
非傍轴散射
散射辐射立体角分布
散射辐射分布矩
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职称材料
TMT三镜面形评价过程
被引量:
1
3
作者
赵宏超
张景旭
+1 位作者
张丽敏
张彬
《红外与激光工程》
EI
CSCD
北大核心
2014年第12期3983-3987,共5页
TMT望远镜是一台R-C式的30 m口径光学红外望远镜,其三镜为椭圆形平面镜,口径为3.594 m×2.568 m,质量达到1.8 t。三镜系统需要把来自于次镜的光折转到望远镜两侧奈氏平台的科学仪器上,具有跟踪和快速定向功能,因此三镜位置也是三轴...
TMT望远镜是一台R-C式的30 m口径光学红外望远镜,其三镜为椭圆形平面镜,口径为3.594 m×2.568 m,质量达到1.8 t。三镜系统需要把来自于次镜的光折转到望远镜两侧奈氏平台的科学仪器上,具有跟踪和快速定向功能,因此三镜位置也是三轴正交运动的结果。三镜支撑系统必须能够在多工况、变载荷的条件下有效保证镜面的面形精度,所以依据TMT项目组要求面形结果需优于1/5波长(λ=632.5 nm)或者斜率均方根小于1μrad。以三镜支撑的一种方案为例详细阐述了TMT三镜面形评价的过程。这一方案中底支撑采用18点whiffletree结构形式,侧支撑采用8点A-frame结构形式。首先通过ANSYS建模仿真,然后使用MATLAB进行数据后期处理,依次去除结果中包含的刚体位移项、离焦和像散等,最后使用9个子孔径来拼接归一化的三镜,同时计算每一个子孔径的斜率均方根。这一数据处理方法有别于以往圆形主镜镜面评价的过程,但适合对TMT三镜椭圆镜面面形评价,且在光学系统中斜率均方根比均方根在镜面面形评价上更有意义。对于大口径反射镜镜面面型评价具有重要的指导意义。
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关键词
大口径反射镜支撑
斜率均方根
TMT
Zernike多项式拟合
平面拟合
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职称材料
Slope RMS在三镜支撑设计与面形评价中的应用
4
作者
李明璇
张景旭
+1 位作者
陈宝刚
杨飞
《激光与红外》
CAS
CSCD
北大核心
2015年第11期1349-1354,共6页
针对镜面面形均方根(RMS)无法反映表面面形的空间频域特性,借鉴了国际上先进的斜率均方根(Slope RMS)作为面形评价方法。本文以2 m级望远镜三镜作为例子,将Slope RMS作为优化目标函数,计算了支撑点的位置,给出的支撑之后面形误差RMS值为...
针对镜面面形均方根(RMS)无法反映表面面形的空间频域特性,借鉴了国际上先进的斜率均方根(Slope RMS)作为面形评价方法。本文以2 m级望远镜三镜作为例子,将Slope RMS作为优化目标函数,计算了支撑点的位置,给出的支撑之后面形误差RMS值为6.88 nm,在空间间隔为0.25 mm时的Slope RMS值为0.17809μrad。利用Zernike多项式作为面形拟合基底函数,将对成像质量没有影响的刚体位移从面形误差中分离出来,得到最终的面形误差的RMS值为3.30 nm,在空间间隔为0.25 mm时的Slope RMS值为0.15943μrad。研究结果表明,以Slope RMS为目标函数优化支撑点的支撑结果位置满足光学设计的要求,对更大口径光学元件的支撑设计提供了一种指导方法。
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关键词
斜率均方根
三镜支撑
泽尼克多项式
面形拟合
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职称材料
以激光散射立体角分布测量表面横向形貌参数
被引量:
3
5
作者
曾焱
李润华
邓华秋
《红外与激光工程》
EI
CSCD
北大核心
2010年第1期156-159,共4页
为了利用光学非接触方法测量表面横向形貌参数,从Beckmann-Kirchhoff标量散射理论出发,分析并得到了高斯粗糙表面激光散射能量的立体角分布特征与轮廓均方根斜率之间的关系。提出了散射光的两个特征值:经度及纬度辐射立体角密度矩,用以...
为了利用光学非接触方法测量表面横向形貌参数,从Beckmann-Kirchhoff标量散射理论出发,分析并得到了高斯粗糙表面激光散射能量的立体角分布特征与轮廓均方根斜率之间的关系。提出了散射光的两个特征值:经度及纬度辐射立体角密度矩,用以提取散射光能量立体角分布情况,并给出了利用数字图像信号在非傍轴远场条件下测量和计算特征值的方法。实验证明:给出的特征参数和测量方法能够得到激光散射立体角分布特征并可用于测量粗糙表面轮廓均方根斜率。
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关键词
表面粗糙度
轮廓
均
方根
斜率
非傍轴散射
光能辐射密度
辐射立体角密度矩
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职称材料
题名
斜率均方根在TMT三镜面形评价中的应用
1
作者
安其昌
张景旭
杨飞
刘祥意
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
出处
《光电工程》
CAS
CSCD
北大核心
2014年第12期78-81,94,共5页
基金
中国科学院三期重大科研专项
文摘
为了更好地评价30 m望远镜三镜(TMT M3)的反射镜,本文结合系统频域特征以及斜率均方根,对于其检测、评价的基本原理进行研究。首先根据斜率均方根(slope RMS)的定义,基于正弦多项式,对于其基本性质进行推导与分析;然后,针对斜率测量,提出slope RMS的分离与合成方法,为提出符合TMT招标方要求的检测评价方法提供理论基础;最后,将本文方法应用于TMT三镜仿真数据,检验了本文假设的正确性与方法的可行性。
关键词
三十米望远镜三镜
斜率均方根
频域特征
低阶像差
Keywords
TMT M3
slope RMS
frequency domain feature
low order aberration
分类号
TH751 [机械工程—精密仪器及机械]
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职称材料
题名
利用散射辐射分布矩测量表面轮廓均方根斜率
2
作者
曾焱
艾克拜尔江·克然木
机构
华南理工大学理学院物理系
出处
《激光与红外》
CAS
CSCD
北大核心
2009年第8期840-843,共4页
基金
国家自然科学基金项目(No.10874047)资助
文摘
为了利用激光散射分布测量表面粗糙度参数,从分析高斯粗糙表面非傍轴散射光能量的角分布特征与轮廓均方根斜率之间的关系,得到了利用散射角分布进行粗糙表面横向粗糙度参数的测量方法。提出了散射光的两个特征值:辐射立体角密度矩M(θ)和M(φ),用以表征散射光能量立体角分布情况,并给出了在非傍轴远场条件下的测量和计算方法。实验证明,给出的特征参数能够得到散射光能量立体角分布特征并可用于测量粗糙表面横向形貌参数。
关键词
表面粗糙度
轮廓
均
方根
斜率
非傍轴散射
散射辐射立体角分布
散射辐射分布矩
Keywords
surface roughness
root-mean-square slope of profile
nonparaxial scattering
solid angle distribution moments of radiance
density of energy distribution
分类号
O434.11 [机械工程—光学工程]
TN247 [电子电信—物理电子学]
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职称材料
题名
TMT三镜面形评价过程
被引量:
1
3
作者
赵宏超
张景旭
张丽敏
张彬
机构
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
出处
《红外与激光工程》
EI
CSCD
北大核心
2014年第12期3983-3987,共5页
基金
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所三期创新工程专项基金
文摘
TMT望远镜是一台R-C式的30 m口径光学红外望远镜,其三镜为椭圆形平面镜,口径为3.594 m×2.568 m,质量达到1.8 t。三镜系统需要把来自于次镜的光折转到望远镜两侧奈氏平台的科学仪器上,具有跟踪和快速定向功能,因此三镜位置也是三轴正交运动的结果。三镜支撑系统必须能够在多工况、变载荷的条件下有效保证镜面的面形精度,所以依据TMT项目组要求面形结果需优于1/5波长(λ=632.5 nm)或者斜率均方根小于1μrad。以三镜支撑的一种方案为例详细阐述了TMT三镜面形评价的过程。这一方案中底支撑采用18点whiffletree结构形式,侧支撑采用8点A-frame结构形式。首先通过ANSYS建模仿真,然后使用MATLAB进行数据后期处理,依次去除结果中包含的刚体位移项、离焦和像散等,最后使用9个子孔径来拼接归一化的三镜,同时计算每一个子孔径的斜率均方根。这一数据处理方法有别于以往圆形主镜镜面评价的过程,但适合对TMT三镜椭圆镜面面形评价,且在光学系统中斜率均方根比均方根在镜面面形评价上更有意义。对于大口径反射镜镜面面型评价具有重要的指导意义。
关键词
大口径反射镜支撑
斜率均方根
TMT
Zernike多项式拟合
平面拟合
Keywords
large flat mirror support
slope RMS
TMT
Zernike polynomial
plane fitting
分类号
TH751 [机械工程—精密仪器及机械]
在线阅读
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职称材料
题名
Slope RMS在三镜支撑设计与面形评价中的应用
4
作者
李明璇
张景旭
陈宝刚
杨飞
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
出处
《激光与红外》
CAS
CSCD
北大核心
2015年第11期1349-1354,共6页
基金
国家自然科学基金项目(No.11403022)资助
文摘
针对镜面面形均方根(RMS)无法反映表面面形的空间频域特性,借鉴了国际上先进的斜率均方根(Slope RMS)作为面形评价方法。本文以2 m级望远镜三镜作为例子,将Slope RMS作为优化目标函数,计算了支撑点的位置,给出的支撑之后面形误差RMS值为6.88 nm,在空间间隔为0.25 mm时的Slope RMS值为0.17809μrad。利用Zernike多项式作为面形拟合基底函数,将对成像质量没有影响的刚体位移从面形误差中分离出来,得到最终的面形误差的RMS值为3.30 nm,在空间间隔为0.25 mm时的Slope RMS值为0.15943μrad。研究结果表明,以Slope RMS为目标函数优化支撑点的支撑结果位置满足光学设计的要求,对更大口径光学元件的支撑设计提供了一种指导方法。
关键词
斜率均方根
三镜支撑
泽尼克多项式
面形拟合
Keywords
Slope RMS
tertiary mirror support
Zernike polynomials
surface figure fitting
分类号
TH751 [机械工程—精密仪器及机械]
在线阅读
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职称材料
题名
以激光散射立体角分布测量表面横向形貌参数
被引量:
3
5
作者
曾焱
李润华
邓华秋
机构
华南理工大学理学院物理系
出处
《红外与激光工程》
EI
CSCD
北大核心
2010年第1期156-159,共4页
基金
国家自然科学基金支持项目(10874047)
文摘
为了利用光学非接触方法测量表面横向形貌参数,从Beckmann-Kirchhoff标量散射理论出发,分析并得到了高斯粗糙表面激光散射能量的立体角分布特征与轮廓均方根斜率之间的关系。提出了散射光的两个特征值:经度及纬度辐射立体角密度矩,用以提取散射光能量立体角分布情况,并给出了利用数字图像信号在非傍轴远场条件下测量和计算特征值的方法。实验证明:给出的特征参数和测量方法能够得到激光散射立体角分布特征并可用于测量粗糙表面轮廓均方根斜率。
关键词
表面粗糙度
轮廓
均
方根
斜率
非傍轴散射
光能辐射密度
辐射立体角密度矩
Keywords
Surface roughness
Root-mean-square slope of profile
Nonparaxial scattering
Density of energy distribution
Moments of solid angle distribution of radiance
分类号
O434.11 [机械工程—光学工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
斜率均方根在TMT三镜面形评价中的应用
安其昌
张景旭
杨飞
刘祥意
《光电工程》
CAS
CSCD
北大核心
2014
0
在线阅读
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职称材料
2
利用散射辐射分布矩测量表面轮廓均方根斜率
曾焱
艾克拜尔江·克然木
《激光与红外》
CAS
CSCD
北大核心
2009
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
TMT三镜面形评价过程
赵宏超
张景旭
张丽敏
张彬
《红外与激光工程》
EI
CSCD
北大核心
2014
1
在线阅读
下载PDF
职称材料
4
Slope RMS在三镜支撑设计与面形评价中的应用
李明璇
张景旭
陈宝刚
杨飞
《激光与红外》
CAS
CSCD
北大核心
2015
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
5
以激光散射立体角分布测量表面横向形貌参数
曾焱
李润华
邓华秋
《红外与激光工程》
EI
CSCD
北大核心
2010
3
在线阅读
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职称材料
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