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大数据驱动的非球面光学表面缺陷检测研究
1
作者 彭雪梅 黄建军 《激光杂志》 北大核心 2025年第4期252-256,共5页
光学技术的快速发展使非球面光学元件在成像、通信等领域的应用日益广泛,其表面缺陷检测成为确保产品质量的关键环节。为满足更高精度的检测需求,设计了大数据驱动的非球面光学表面缺陷检测方法。在大数据驱动下,设计非球面光学表面图... 光学技术的快速发展使非球面光学元件在成像、通信等领域的应用日益广泛,其表面缺陷检测成为确保产品质量的关键环节。为满足更高精度的检测需求,设计了大数据驱动的非球面光学表面缺陷检测方法。在大数据驱动下,设计非球面光学表面图像采集装置,由显微光学成像系统、分光棱镜、光纤照明、机械调整台、电动转台构成,实施非球面光学表面图像的大数据采集。在大数据驱动下,采用小波阈值去噪方法对采集的非球面光学表面缺陷图像实施去噪处理。选定YOLOv3作为基础架构,对三个方向实施针对性改进,通过改进后的YOLOv3模型实现非球面光学表面缺陷检测。测试结果表明,所设计的方法对于5种实验元件的表面缺陷平均尺寸测量偏差较低,尤其是对于抛光非球面棱镜的表面缺陷,其平均尺寸测量偏差最低。此外,该方法对于五种实验元件的表面伪缺陷响应系数较低,意味着它不容易受到伪缺陷的影响。 展开更多
关键词 大数据技术 球面光学元件 表面缺陷检测 改进YOLOv3模型 CBAM混合注意力机制
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非球面光学设计技术综述 被引量:40
2
作者 勾志勇 王江 +4 位作者 王楚 王磊 吴志海 伍丽莎 王秀芳 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2006年第3期1-2,共2页
非球面光学在工业、国防和商业等领域的应用中具有十分重要的意义。当用非球面设计光学系统时,非球面方程的选用十分重要,决定着系统最佳优化结果。文章介绍了非球面光学技术的发展过程,分析了常用非球面的应用方程,井对非球面应用方程... 非球面光学在工业、国防和商业等领域的应用中具有十分重要的意义。当用非球面设计光学系统时,非球面方程的选用十分重要,决定着系统最佳优化结果。文章介绍了非球面光学技术的发展过程,分析了常用非球面的应用方程,井对非球面应用方程的特点及非球面系数的关系进行了概述,较详细地分析了各类非球面应用方程的适用范围,最后概述了非球面光学在军事、工业等领域的应用以及发展趋势。 展开更多
关键词 球面光学 球面透镜 球面系数 光学设计
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轨迹成形法非球面光学零件加工装置的模型 被引量:2
3
作者 王院生 朴承镐 路桂英 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2005年第8期910-913,共4页
阐述了轨迹成形法加工装置的结构原理和加工方法。以凸椭圆加工为例,推导了轨迹的截取和转移的数学模型,比较了直线包络和圆弧包络两种结构的加工口径问题。最后提出了改制机床的一种形式。
关键词 球面光学零件加工 直线包络 圆弧包络 轨迹成形法 数学模型
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刀具摆动法加工轴对称非球面光学零件新技术的研究 被引量:3
4
作者 张立敏 吴道峰 《机械设计与制造》 北大核心 2010年第6期238-240,共3页
为了解决非球面光学零件加工难的问题,就轴对称二次非球面提出了刀具摆动非球面加工的新方法,通过对该方法的理论说明,以抛物面为例对其进行了理论验证,并在给定的表面粗糙度下对机床进行运动分析,进而说明了该技术的优点。
关键词 球面光学零件 抛物面 粗糙度
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大口径非球面光学元件测量调心调平工作台系统研究 被引量:1
5
作者 席建普 刘同士 《机床与液压》 北大核心 2021年第10期71-75,80,共6页
为避免大口径高精度非球面光学元件在进行离线测量时存在位姿误差,提出一种精密调心调平工作台设计方案,解决了非球面镜在离线测量时因装卡不当造成的X、Y、Z方向偏差的问题。通过分析转台与非球面在空间6个自由度上存在的相对位姿误差... 为避免大口径高精度非球面光学元件在进行离线测量时存在位姿误差,提出一种精密调心调平工作台设计方案,解决了非球面镜在离线测量时因装卡不当造成的X、Y、Z方向偏差的问题。通过分析转台与非球面在空间6个自由度上存在的相对位姿误差,并以最小二乘法为基础数学理论、模型参数评估为导向,建立基于最小二乘法的优化模型。结果表明:该模型在校正上述误差源上具有极高的精度,验证了所提出的精密调心调平工作台可作为一个独立附件来改善大口径非球面光学元件的加工与测量环境,提高磨削加工精度。 展开更多
关键词 大口径非球面光学元件 调心调平工作台 位姿误差 数学模型 最小二乘法
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球面光学零件抛光时的瞬时压强分布
6
作者 冀春荣 刘明远 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1996年第7期79-83,共5页
把对坐标的曲面积分用于球面光学零件的压强计算,得到了瞬时压强的分布函数,分析了工艺参数及物理尺寸对压强的影响,指出了集中加载的弊端,为抛光机床的革新设计提供了依据。
关键词 球面光学零件 抛光 压强 瞬时压强 光学零件
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共轴对称球面光学系统仿真模型设计
7
作者 陈琳 朱湘柱 《计算机工程与设计》 CSCD 北大核心 2009年第18期4254-4256,4349,共4页
为了优化共轴对称球面光学系统的设计,对共轴对称球面光学系统进行了数字化模型的开发,设计了基于计算机仿真的数学模型。在此基础上运用模块化程序设计思想,设计了仿真模型的模块化结构,利用交互技术解决了实验参数的人机交互,并开发... 为了优化共轴对称球面光学系统的设计,对共轴对称球面光学系统进行了数字化模型的开发,设计了基于计算机仿真的数学模型。在此基础上运用模块化程序设计思想,设计了仿真模型的模块化结构,利用交互技术解决了实验参数的人机交互,并开发了仿真模型核心模块的程序代码,建立了完整的基于计算机系统的共轴对称球面光学系统仿真模型。该仿真模型实现了系统参数变化时成像效果的动态模拟,可以为优化设计提供仿真。 展开更多
关键词 共轴对称球面光学系统 虚拟技术 仿真 模型 数字化设计
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轨迹成形法加工非球面光学零件新技术的研究
8
作者 王院生 王鹤岩 +2 位作者 高路 蔡立 朴承镐 《科学技术与工程》 2005年第8期518-520,共3页
为了解决非球面光学零件加工难的问题,提出了一种轨迹成形法加工非球面的新原理,并对其理论、成形机理及机床结构原理进行了研究;在研制出的原理样机上验证了原理的正确性、可行性和实用性,进而说明了该技术的优点。
关键词 轨迹成形法 球面光学零件 二次曲线
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共轴非对称球面光学系统仿真模型设计
9
作者 陈琳 朱湘柱 《计算机应用与软件》 CSCD 2011年第1期121-123,共3页
为了优化共轴非对称球面光学系统的设计,对共轴非对称球面光学系统进行了数字化模型的开发,设计了基于计算机仿真的数学模型。在此基础上运用模块化程序设计思想,设计了仿真模型的模块化结构,利用交互技术解决了实验参数的人机交互,并... 为了优化共轴非对称球面光学系统的设计,对共轴非对称球面光学系统进行了数字化模型的开发,设计了基于计算机仿真的数学模型。在此基础上运用模块化程序设计思想,设计了仿真模型的模块化结构,利用交互技术解决了实验参数的人机交互,并开发了仿真模型核心模块的程序代码,建立了完整的基于计算机系统的共轴非对称球面光学系统仿真模型。该仿真模型实现了系统参数变化时成像效果的自动跟踪模拟,可以为共轴非对称球面光学系统的优化设计提供效果仿真。 展开更多
关键词 共轴非对称球面光学系统 虚拟技术 仿真 模型 数字化设计
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法线等距离线法加工非球面光学零件的研究
10
作者 王洪臣 张立敏 《中国工程机械学报》 2007年第2期161-163,共3页
为了解决非球面光学零件加工难的问题,提出了法线等距离线法加工非球面的新原理,通过建立法线等距离线模型,以及避免干涉的必要条件,对其原理进行了说明,并对机床结构原理进行了研究,进而说明了该技术的优点.
关键词 球面光学零件 法线等距离线法 二次曲线
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非球面光学表面缺陷检测技术现状和发展趋势(特邀) 被引量:13
11
作者 李明泽 侯溪 +5 位作者 赵文川 王洪 李梦凡 胡小川 赵远程 周杨 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2022年第9期1-20,共20页
非球面光学元件具有更大的自由度和灵活性,广泛应用在航空航天、微电子装备、光学精密测量、激光光学等诸多领域。光学元件表面缺陷将影响光学系统性能,而表面缺陷控制需要相应检测手段,高分辨率、高精度、高效率光学表面缺陷检测仍存... 非球面光学元件具有更大的自由度和灵活性,广泛应用在航空航天、微电子装备、光学精密测量、激光光学等诸多领域。光学元件表面缺陷将影响光学系统性能,而表面缺陷控制需要相应检测手段,高分辨率、高精度、高效率光学表面缺陷检测仍存在技术挑战。文中综述了光学元件表面缺陷类别、评价标准及检测方法,重点探讨了非球面光学元件表面缺陷检测技术及其应用范围,分析比较了各种方法的优缺点,最后对表面缺陷检测技术发展趋势进行了展望。 展开更多
关键词 缺陷检测 表面缺陷 球面光学元件 条纹反射法
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一种测量非球面光学零件面形的新方法 被引量:4
12
作者 张晓青 祝连庆 董明利 《工具技术》 北大核心 2001年第4期24-27,共4页
根据激光扫描平移加旋转法的测量原理 ,推导出了非球面光学零件面形测量的数学模型 ;对一个非球面反射镜进行了实测并对测量结果进行插值运算 ,进而拟合出零件面形的曲线方程。
关键词 面形测量 球面光学零件 激光扫描测量 平移加旋转法 插值 曲线拟合
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机载相机非球面光学系统热光学特性分析 被引量:1
13
作者 姜东旭 孙宝玉 +3 位作者 李迎春 林洁琼 王冬雪 王文攀 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2020年第2期270-275,共6页
环境温度是影响非球面光学系统成像质量的主要因素之一,采用热光学特性分析方法,对某机载相机非球面光学系统进行热光学特性分析,通过有限元法分析相机光学系统结构热变形,并去除镜面表面刚体位移,将面型数据输入光学软件程序进行Zernik... 环境温度是影响非球面光学系统成像质量的主要因素之一,采用热光学特性分析方法,对某机载相机非球面光学系统进行热光学特性分析,通过有限元法分析相机光学系统结构热变形,并去除镜面表面刚体位移,将面型数据输入光学软件程序进行Zernike多项式拟合,将拟合结果导入光学设计软件中,对非球面光学系统成像进行性能评价。分析结果表明:热光学特性分析方法可以有效地对非球面光学系统的实际工作环境进行仿真,预测环境温度对光学系统成像质量的影响,对光学系统设计具有指导意义。 展开更多
关键词 球面光学系统 光学特性分析 刚体位移 ZERNIKE多项式
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热致梯度折射率对非球面光学系统成像质量的影响
14
作者 姜东旭 孙宝玉 +3 位作者 李迎春 林洁琼 王冬雪 王文攀 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期54-61,共8页
机载相机在上升过程中,由于温度降低和镜头各部分材料的导热率大小不同,镜头部分会产生温度梯度,从而导致非球面光学系统产生梯度折射率.利用有限元分析软件对镜头部分进行瞬态热分析以模拟机载相机上升过程中温度的变化情况,将有限元... 机载相机在上升过程中,由于温度降低和镜头各部分材料的导热率大小不同,镜头部分会产生温度梯度,从而导致非球面光学系统产生梯度折射率.利用有限元分析软件对镜头部分进行瞬态热分析以模拟机载相机上升过程中温度的变化情况,将有限元分析不同时间节点温度分布结果导入编写的折射率梯度系数拟合程序,将所求解的梯度折射率系数通过镜面类型接口在光学软件中建立光学系统模型,利用点列图的弥散斑半径评价不同时间节点梯度折射率对成像质量的影响.结果表明,机载相机刚升入工作高度时温度梯度最大,对成像质量影响也最严重,梯度折射率系数随着温度梯度系数的降低而降低,同时成像质量提高,该结果对光学系统的设计具有指导意义. 展开更多
关键词 梯度折射率 温度梯度 瞬态热分析 球面光学系统 非线性拟合 成像质量
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非球面光学元件的制造技术(英文) 被引量:4
15
作者 陈耀龙 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2002年第S1期5-9,共5页
非球面光学元件广泛用于不同领域,但它们的成功应用主要取决于其质量和制造费用。近几年来,通过开发计算机数控光学加工机械和新的制造技术,已经取得了大的进展。本文涉及制作非球面所用的主要技术。总结将指明适合的用途和这些方法中... 非球面光学元件广泛用于不同领域,但它们的成功应用主要取决于其质量和制造费用。近几年来,通过开发计算机数控光学加工机械和新的制造技术,已经取得了大的进展。本文涉及制作非球面所用的主要技术。总结将指明适合的用途和这些方法中的每一项的技术成就。两个实际的例子表明非球面光学元件的挑战和光明未来。 展开更多
关键词 球面加工 球面光学元件 光学复制 计算机控制抛光
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《非球面光学制造与测量技术文集》(内部资料)
16
《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2008年第3期448-448,共1页
《非球面光学制造与测量技术文集》介绍了目前非球面制造与测量技术的发展现状和趋势,涵盖了古典加工及现代先进制造技术中涉及光学非球面的优秀论文。内容包括:非球面光学系统设计、加工与检验;非球面光学加工;非球面零件光学检测技术... 《非球面光学制造与测量技术文集》介绍了目前非球面制造与测量技术的发展现状和趋势,涵盖了古典加工及现代先进制造技术中涉及光学非球面的优秀论文。内容包括:非球面光学系统设计、加工与检验;非球面光学加工;非球面零件光学检测技术研究;大口径透镜凸面零检验的补偿器设计; 展开更多
关键词 球面光学系统 光学制造 测量技术 测定技术 光学球面 文集
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《非球面光学制造与测量技术文集》(内部资料)
17
《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2008年第5期853-853,共1页
《非球面光学制造与测量技术文集》介绍了目前非球面制造与测量技术的发展现状和趋势,涵盖了古典加工及现代先进制造技术中涉及光学非球面的优秀论文。内容包括:非球面光学系统设计、加工与检验;非球面光学加工;非球面零件光学检测... 《非球面光学制造与测量技术文集》介绍了目前非球面制造与测量技术的发展现状和趋势,涵盖了古典加工及现代先进制造技术中涉及光学非球面的优秀论文。内容包括:非球面光学系统设计、加工与检验;非球面光学加工;非球面零件光学检测技术研究;大口径透镜凸面零检验的补偿器设计; 展开更多
关键词 球面制造 测量技术 光学制造 内部资料 光学系统设计 先进制造技术 光学加工 光学球面
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《非球面光学制造与测量技术文集》(内部资料)
18
《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2008年第2期281-281,共1页
《非球面光学制造与测量技术文集》介绍了目前非球面制造与测量技术的发展现状和趋势,涵盖了古典加工及现代先进制造技术中涉及光学非球面的优秀论文。内容包括:非球面光学系统设计、加工与检验;非球面光学加工;非球面零件光学检测... 《非球面光学制造与测量技术文集》介绍了目前非球面制造与测量技术的发展现状和趋势,涵盖了古典加工及现代先进制造技术中涉及光学非球面的优秀论文。内容包括:非球面光学系统设计、加工与检验;非球面光学加工;非球面零件光学检测技术研究;大口径透镜凸面零检验的补偿器设计;大口径离轴非球面制造技术一研磨、抛光技术;主动抛光盘磨制非球面的工艺与面形检测;主动抛光盘磨制非球面镜面控制技术的研究;大半径平凸柱面透镜的加工;光学零件柱面加工机研制;红外线聚光非球面透镜的单点金刚石镜面切削方法;计算机控制光学非球面的抛光等。 展开更多
关键词 球面制造 测量技术 光学制造 内部资料 先进制造技术 光学系统设计 光学球面 大口径透镜
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大型光学非球面超精密磨削关键技术的研究 被引量:7
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作者 韩成顺 董申 唐余勇 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第8期905-908,918,共5页
针对大型光学非球面制造难度大的缺点,根据非球面的轴对称性,在对非球面方程及曲率分析基础上,采用简便的二轴联动超精密磨削机床,给出两种砂轮加工光学非球面的几何模型,分析了形成光学非球面造型误差的主要影响参数,并通过计算机仿真... 针对大型光学非球面制造难度大的缺点,根据非球面的轴对称性,在对非球面方程及曲率分析基础上,采用简便的二轴联动超精密磨削机床,给出两种砂轮加工光学非球面的几何模型,分析了形成光学非球面造型误差的主要影响参数,并通过计算机仿真,得到一系列有价值的结果,即:(1)调整平行砂轮安装角以获得最大行程,可明显提高加工效率和精度;(2)为提高加工精度与效率,在保证砂轮形状精度前提下,带角圆砂轮应采用较大的角圆半径;(3)在加工效率、精度以及质量的稳定性上,带角圆砂轮比平行砂轮有显著的优势;(4)平行砂轮加工成本低,在缓变非球面的粗磨阶段,可用其以较小的安装角度达到加工要求.从而为提高加工效率与精度提供工具选择的依据. 展开更多
关键词 超精密磨削 球面光学器件 曲面方程 曲率分析 数控加工 砂轮中心点 模型 造型误差 参数优化
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光学非球面形摆臂式轮廓法测量顶点曲率半径优化算法研究 被引量:7
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作者 贾立德 王家伍 +2 位作者 郑子文 李圣怡 戴一帆 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第9期1996-2000,共5页
摆臂式轮廓测量法通过测量非球面与某一球面之间的偏离量实现对非球面形的测量,但无法测量非球面的顶点曲率半径。在开发了测量试验系统的基础上,通过对测量原理的深入研究,利用被测非球面名义面形与测量数据建立了测量参考球面半径非... 摆臂式轮廓测量法通过测量非球面与某一球面之间的偏离量实现对非球面形的测量,但无法测量非球面的顶点曲率半径。在开发了测量试验系统的基础上,通过对测量原理的深入研究,利用被测非球面名义面形与测量数据建立了测量参考球面半径非线性最小二乘优化模型,利用该模型,可以在测量非球面形误差的同时获得被测非球面的顶点曲率半径值。同时分析了该模型的理论收敛误差,并在MATLAB下对算法进行了仿真。最后对直径200mm,顶点曲率半径1400mm的凹形抛物面镜进行了测量实验。仿真和测量试验表明了算法的有效性。 展开更多
关键词 光学球面 摆臂式测量 顶点曲率半径 面形测量
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