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二值化计算全息图的滤波研究
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作者 解文博 王庆 《印刷与数字媒体技术研究》 北大核心 2025年第1期62-70,共9页
为了解决二值化过程带来的噪声问题,进而提升全息重建图像的质量,本研究设计了二值化计算全息图滤波的整体方案。本研究深入分析了二值化处理对全息图噪声特性的影响,探讨了滤波与二值化处理的顺序,以及8种不同滤波技术对二值化全息图... 为了解决二值化过程带来的噪声问题,进而提升全息重建图像的质量,本研究设计了二值化计算全息图滤波的整体方案。本研究深入分析了二值化处理对全息图噪声特性的影响,探讨了滤波与二值化处理的顺序,以及8种不同滤波技术对二值化全息图像重建质量的具体影响。实验结果表明,由二值化引入的噪声主要集中在图像的亮调和暗调区域,利用滤波降低噪声时,需采用滤波前置方式。其次,在8种滤波过程中,平滑类滤波、锐化类滤波及同态滤波虽然对于全息二值化的噪声有一定补偿作用,但效果甚微。其中,直方图类滤波方式中的局部直方图和自适应直方图滤波降噪效果相对明显。研究表明直方图类滤波方式可以有效提高二值全息重建图的对比度并且对于图片适用泛性好,在提高二值化全息重建图像质量中是最有潜力的滤波方式。 展开更多
关键词 滤波 二值化 离轴计算全息图 全息重建图像
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计算全息检测技术的精度溯源研究现状分析(内封面文章) 被引量:2
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作者 李佳 程强 +5 位作者 王孝坤 胡海翔 李龙响 李洪士 薛栋林 张学军 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2024年第8期140-154,共15页
随着光学系统性能的要求越来越高,非球面、自由曲面等复杂光学曲面能够提升系统的成像性能,因此提升复杂光学曲面的检测精度极为重要。干涉检测是测量复杂光学曲面的重要手段,其中计算全息检测法(Computer Generated Hologram,CGH)作为... 随着光学系统性能的要求越来越高,非球面、自由曲面等复杂光学曲面能够提升系统的成像性能,因此提升复杂光学曲面的检测精度极为重要。干涉检测是测量复杂光学曲面的重要手段,其中计算全息检测法(Computer Generated Hologram,CGH)作为干涉检测中的一种,因其精度高和设计自由度大等优点得到了广泛的应用。但是在CGH检测复杂曲面的过程中存在的各类误差会影响波前检测的精度。文中首先介绍了计算全息法的检测精度现状,其次归纳总结了造成计算全息法误差的主要因素。分别介绍了不同误差的产生原理、影响效果、相对应标定补偿方法及适用情景和优缺点;并介绍了基于CGH占空比与线条位置误差的调研现状分析以及现有的研究方法;最后对计算全息法检测的精度溯源和精度提升研究趋势进行了展望。 展开更多
关键词 计算全息图 复杂曲面检测 计算全息图精度溯源 误差分析
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黄氏傅里叶计算全息图的数字再现及零级像的消除 被引量:11
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作者 赵雅晶 钟金钢 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第11期1339-1342,共4页
将数字再现技术应用于黄氏(T.S.Huang)傅里叶计算全息图的再现过程,制作计算全息图,利用数字再现直接在计算机上完成全息图的再现直接利用数字图像处理的方法对所得计算全息图进行滤波处理,消除了零级像和原始像,使得数字再现时得到了... 将数字再现技术应用于黄氏(T.S.Huang)傅里叶计算全息图的再现过程,制作计算全息图,利用数字再现直接在计算机上完成全息图的再现直接利用数字图像处理的方法对所得计算全息图进行滤波处理,消除了零级像和原始像,使得数字再现时得到了清晰的再现像。 展开更多
关键词 计算机制全息图(cgh) 数字再现 黄氏(T.S.Huang)编码 全数字全息
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检测三次位相板的反射式计算全息图的占空比 被引量:2
4
作者 许英朝 张新 +1 位作者 林洪沂 朱文章 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2011年第3期359-362,共4页
为了在检测实验中获得最佳对比度的干涉条纹,从标量衍射理论出发,研究了条纹对比度和反射式计算全息图(CGH)占空比的函数关系。以检测三次位相板用的反射式Cr-玻璃CGH为例,计算了对比度最大为99.4%时CGH的占空比为0.5。我们采用电子束... 为了在检测实验中获得最佳对比度的干涉条纹,从标量衍射理论出发,研究了条纹对比度和反射式计算全息图(CGH)占空比的函数关系。以检测三次位相板用的反射式Cr-玻璃CGH为例,计算了对比度最大为99.4%时CGH的占空比为0.5。我们采用电子束光刻技术制作了检测三次位相板的CGH。 展开更多
关键词 衍射光学 计算全息图(cgh) 占空比 条纹对比度
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计算机制彩虹全息图的新算法 被引量:8
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作者 王辉 李勇 +2 位作者 金洪震 蔡晓鸥 毛和法 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第10期1537-1541,共5页
提出利用查表方法进行数字彩虹全息的计算方法.根据彩虹全息的基元全息图为线全息图的特点,找出物点与其线全息图的一一对应关系,建立空间点阵物点的线全息物光分布数据表.在对实际物体进行计算时,根据物点的位置,在数据表中找到与之对... 提出利用查表方法进行数字彩虹全息的计算方法.根据彩虹全息的基元全息图为线全息图的特点,找出物点与其线全息图的一一对应关系,建立空间点阵物点的线全息物光分布数据表.在对实际物体进行计算时,根据物点的位置,在数据表中找到与之对应的物光分布,并将这些分布进行叠加,从而形成实际物体被狭缝限制的物光分布,最后引入参考光计算其彩虹全息图.本方法充分利用了线全息图的性质,使得计算量大大减小,同时提高了计算速度. 展开更多
关键词 计算机制全息图 彩虹全息图 查表法
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离轴非球面的计算全息图高精度检测技术 被引量:27
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作者 黎发志 罗霄 +3 位作者 赵晶丽 薛栋林 郑立功 张学军 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期709-716,共8页
为了实现离轴非球面高精度定位、光路对准及面形检验,提出了一种使用计算全息图(CGH)技术实现离轴非球面高精度光学检测的方法。将被检非球面倾斜平移后作为轴上自由曲面进行CGH补偿检测设计,从而减小了检测光路的相对口径和CGH所需补... 为了实现离轴非球面高精度定位、光路对准及面形检验,提出了一种使用计算全息图(CGH)技术实现离轴非球面高精度光学检测的方法。将被检非球面倾斜平移后作为轴上自由曲面进行CGH补偿检测设计,从而减小了检测光路的相对口径和CGH所需补偿像差,提高了CGH检测精度。使用自行开发的CGH专用设计计算软件,设计完成的CGH同时具有非球面检验、检测光路对准、被检非球面基准定位等多项功能。采用该方法设计(设计精度优于λ/10 000rms)并制作CGH对面形精度优于λ/50rms的离轴非球面进行了检测,误差分析表明,其检测精度优于λ/100,与传统null-lens方法的检测结果精确吻合。实验表明,采用该CGH可同时实现离轴非球面位置高精度定位、CGH与干涉仪对准以及离轴非球面高精度面形检验。 展开更多
关键词 计算全息图 衍射光学元件加工 离轴非球面 光学检测
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基于Matlab的计算全息图的制作与数字再现的研究 被引量:10
7
作者 赵付丽 章鹤龄 +1 位作者 邢敬婷 冯秀梅 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2009年第6期953-957,共5页
应用Matlab语言,结合博奇型计算全息的编码方法,利用计算机分别绘制了菲涅耳全息图和傅里叶变换全息图,实现了计算全息图的快速制作,讨论了制作计算全息图的原理、方法和步骤。利用CGH技术和数字全息技术所生成的全息图再现出原始图像,... 应用Matlab语言,结合博奇型计算全息的编码方法,利用计算机分别绘制了菲涅耳全息图和傅里叶变换全息图,实现了计算全息图的快速制作,讨论了制作计算全息图的原理、方法和步骤。利用CGH技术和数字全息技术所生成的全息图再现出原始图像,完成了全息图的数字重现,实现了整个全息记录和再现过程的计算机模拟。与传统的编程语言和绘图方法相比较,该算法在实现上更加简单和快捷,并且带有一系列提高计算全息图质量的措施,有效地消除了零级像和孪生像的影响,获得了清晰的数字再现图像。 展开更多
关键词 计算全息图 傅里叶变换 菲涅耳全息图 MATLAB 数字再现
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三维物体空间再现技术中的全息图计算 被引量:17
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作者 郑华东 于瀛洁 程维明 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第5期917-924,共8页
在简要论述三维物体计算全息技术理论的基础上,对具有代表性的三维物体全息计算方法的原理和技术要点进行了重点论述。采用层析法、菲涅耳波带法、多视角投影合成全息法等3种方法进行了三维物体全息图的计算,并利用LCR-2500空间光调制器... 在简要论述三维物体计算全息技术理论的基础上,对具有代表性的三维物体全息计算方法的原理和技术要点进行了重点论述。采用层析法、菲涅耳波带法、多视角投影合成全息法等3种方法进行了三维物体全息图的计算,并利用LCR-2500空间光调制器及650 nm的150 mW半导体激光器对层析法计算的三维物体全息图进行了光电再现,对其它两种方法获得的三维物体全息图进行了数值再现,并对3种计算方法各自的特点和局限性进行了具体的分析。在对目前三维物体计算全息技术中存在的硬件和算法等关键问题进行分析的基础上,讨论了提高三维物体计算全息图效率和质量的有效途径。 展开更多
关键词 计算全息图 计算算法 三维全息显示 数值再现 光电再现
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大视角计算机制彩虹全息图的研究 被引量:11
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作者 李勇 王辉 +2 位作者 应朝福 蔡晓鸥 毛和法 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第5期595-597,共3页
提出大视角计算机制彩虹全息图制作的新方法—计算机与光学相结合的两步法 采用这种方法 ,计算机制彩虹全息图的视角可以方便地做到适合显示需要的大小 ,并且全息图的计算时间比采用一般方法计算短 ,解决了目前计算机制全息用于显示实... 提出大视角计算机制彩虹全息图制作的新方法—计算机与光学相结合的两步法 采用这种方法 ,计算机制彩虹全息图的视角可以方便地做到适合显示需要的大小 ,并且全息图的计算时间比采用一般方法计算短 ,解决了目前计算机制全息用于显示实用化存在的难点 :庞大的计算量 。 展开更多
关键词 彩虹全息图 大视角 计算 制作方法 光学
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利用曲面计算全息图进行非球面检测 被引量:26
10
作者 卢振武 刘华 李凤有 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 2004年第6期555-559,共5页
研究了利用曲面计算全息图进行非球面检测。分析了曲面计算全息图的衍射特性,给出了曲面计算全息图与传统检测方法相结合检测凹非球面和凸非球面的原理及特点,并进行了具体设计。利用激光直接写入设备,在口径为110mm、曲率半径为504mm... 研究了利用曲面计算全息图进行非球面检测。分析了曲面计算全息图的衍射特性,给出了曲面计算全息图与传统检测方法相结合检测凹非球面和凸非球面的原理及特点,并进行了具体设计。利用激光直接写入设备,在口径为110mm、曲率半径为504mm的曲面基底上制作出了计算全息图,并对金刚石车床车削的凸面非球面进行了检测。利用两步测量法解决了凸非球面的中心部位难以检测的难题,同时利用旋转相减法消除了调节误差,非球面的面形精度为234nm(P V),与金刚石车床的精度相符。 展开更多
关键词 激光直写 非球面检测 计算全息图
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用计算全息图校正非球面的畸变 被引量:8
11
作者 高松涛 王高文 +2 位作者 张健 隋永新 杨怀江 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第8期1929-1935,共7页
针对用计算全息图(CGH)对非球面进行检测时出现的非对称畸变,分析了3种基本的畸变模型,提出了一种有效的校正非对称畸变的方法。该方法采用较少的拟合参数即可实现对非对称畸变的精确校正,从而可以较大程度地减少畸变校正所需要的数据点... 针对用计算全息图(CGH)对非球面进行检测时出现的非对称畸变,分析了3种基本的畸变模型,提出了一种有效的校正非对称畸变的方法。该方法采用较少的拟合参数即可实现对非对称畸变的精确校正,从而可以较大程度地减少畸变校正所需要的数据点对,避免过度拟合效应。通过光学仿真模拟分析了整个干涉仪系统的畸变,并利用以上方法对畸变进行了校正。仿真结果显示,畸变校正的相对残差小于0.2%。最后,设计并制作了处于离轴工作状态的CGH,并用此CGH对非球面进行了检测。利用上述畸变校正方法对测量的非球面面形进行校正,并用校正之后的结果进行加工迭代,最终非球面面形的收敛精度达到1.8nm(RMS),得到的结果验证了提出的畸变校正方法的可靠性。 展开更多
关键词 非球面检测 畸变校正 干涉仪 计算全息图
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考虑投影畸变设计大口径离轴非球面检测用计算全息图 被引量:12
12
作者 李明 罗霄 +3 位作者 薛栋林 赵晶丽 郑立功 张学军 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期1246-1253,共8页
对大口径离轴非球面进行零位补偿检测时,投影畸变过于严重的区域会由于干涉条纹密度过大而无法检测,从而使加工难以进行。针对此问题,本文采用相对畸变参数定量描述投影畸变,设计了自由度更高、补偿能力更强的计算全息图(CGH)检测方法... 对大口径离轴非球面进行零位补偿检测时,投影畸变过于严重的区域会由于干涉条纹密度过大而无法检测,从而使加工难以进行。针对此问题,本文采用相对畸变参数定量描述投影畸变,设计了自由度更高、补偿能力更强的计算全息图(CGH)检测方法。该方法在CGH设计阶段考虑投影畸变分布,选择合适的光路结构使得所有区域的投影畸变均较小。根据此方法,对直径为1.45m的离轴非球面设计了比零位补偿器畸变小的CGH。检测实验显示:使用设计的CGH可检测非球面的全口径面形误差,验证了在CGH设计阶段考虑投影畸变的正确性与实用性,表明该方法可解决加工过程中零位补偿器由于投影畸变导致部分区域不能检测的问题。以CGH的检测结果为指导,目前该1.45m直径的离轴非球面加工精度已达0.374λPV,0.023λRMS。 展开更多
关键词 投影畸变 大口径离轴非球面 计算全息图 光学检测
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单波长编码计算机制彩色彩虹全息图的研究 被引量:8
13
作者 蔡晓鸥 王辉 李勇 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第7期1013-1017,共5页
提出计算机制三维物体彩色全息图的新方法·通过理论分析表明,在满足一定的条件下,三个不同原色的点光源所产生的全息图光栅结构和距全息图不同距离的三个同色物点的光产生的全息图光栅结构是等价的·根据这一原理并参照彩虹全... 提出计算机制三维物体彩色全息图的新方法·通过理论分析表明,在满足一定的条件下,三个不同原色的点光源所产生的全息图光栅结构和距全息图不同距离的三个同色物点的光产生的全息图光栅结构是等价的·根据这一原理并参照彩虹全息技术,研究了物体三原色信息光分布的编码方法和全息图的算法,用单波长计算实现彩色全息图的制作,同时,较为完满地解决了全息图叠加和色串扰问题·实验结果证明了该方法的可行性及有效性· 展开更多
关键词 计算机制彩色全息图 彩虹全息图 单波长彩色编码
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计算全息图检测大口径凹非球面系统的研究 被引量:7
14
作者 刘华 卢振武 +1 位作者 李凤有 张红鑫 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2007年第3期312-315,共4页
根据圆形计算全息图的衍射特性,将曲面圆形计算全息图与补偿镜相结合,应用于凹非球面折射式零检测光学系统中。与传统的折射式零检测光学系统相比,该系统不仅可以简化光学系统的装调过程,还可以降低计算全息图与补偿镜的制作精度,减少... 根据圆形计算全息图的衍射特性,将曲面圆形计算全息图与补偿镜相结合,应用于凹非球面折射式零检测光学系统中。与传统的折射式零检测光学系统相比,该系统不仅可以简化光学系统的装调过程,还可以降低计算全息图与补偿镜的制作精度,减少制作成本。阐述了利用曲面计算全息图衍射特性的折射式零检测光学系统检测凹非球面的基本原理,给出了具体的设计实例。对于口径为950mm的抛物面,检测结果P!V值为0.024λ。 展开更多
关键词 光学设计 非球面检测 计算全息图
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用于非球面检测的球面计算全息图特性分析 被引量:7
15
作者 刘华 卢振武 +2 位作者 李凤有 孙强 翁志成 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2004年第7期38-41,共4页
通过对凸非球面检测过程中各部分元件对波面影响情况的分析,导出了球面计算全息图各衍射级次空间频率和滤波光阑最小孔径的计算公式, 证明了用球面计算全息图检测凸非球面可以减小计算全息图的特征尺寸,降低计算全息图的制作精度。根据... 通过对凸非球面检测过程中各部分元件对波面影响情况的分析,导出了球面计算全息图各衍射级次空间频率和滤波光阑最小孔径的计算公式, 证明了用球面计算全息图检测凸非球面可以减小计算全息图的特征尺寸,降低计算全息图的制作精度。根据导出公式选择合适的计算全息图的位相函数和滤波光阑孔径,以充分滤掉不需要的级次,实现凸非球面的全孔径检测。具体设计实例与实验结果表明,当选择直径为0.2mm的光阑和线宽在40靘到800靘之间变化的计算全息图时,实现了对孔径110mm, 球面半径500mm, 非球面系数为1的凸非球面镜的全孔径检测,这与分析结果完全吻合。 展开更多
关键词 计算全息图 凸非球面 非球面检测
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计算机生成全息图的研究与实现 被引量:2
16
作者 杨钦 徐永安 王元鹏 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2000年第1期9-12,共4页
1.引言计算机生成全息图(Computer-Generated Holography,简称CGH)是继光学全息之后于1965年由Kozma和Kelly提出的,CGH是计算机技术与全息技术的结合,为真三维显示技术开创了全新的局面。但由于受计算机运算速度、容量、高分辨率显示器... 1.引言计算机生成全息图(Computer-Generated Holography,简称CGH)是继光学全息之后于1965年由Kozma和Kelly提出的,CGH是计算机技术与全息技术的结合,为真三维显示技术开创了全新的局面。但由于受计算机运算速度、容量、高分辨率显示器以及传输带宽等因素的约束,七十、八十年代CGH的研究未取得大的进展。1989年,美国麻省理工学院(MIT)媒体实验室以S.A. 展开更多
关键词 全息图 光学全息 计算 cgh
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大口径非球面计算全息图检测系统 被引量:8
17
作者 刘华 卢振武 李凤有 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2006年第2期177-182,共6页
为了精确地检测大口径非球面面形质量,将曲面圆形计算全息图与补偿镜相结合,应用于非球面折射式检测光学系统中。分析了曲面计算全息图的衍射特性,同时分别阐述了利用曲面计算全息图的这种衍射特性来检测凹非球面及凸非球面的基本原理... 为了精确地检测大口径非球面面形质量,将曲面圆形计算全息图与补偿镜相结合,应用于非球面折射式检测光学系统中。分析了曲面计算全息图的衍射特性,同时分别阐述了利用曲面计算全息图的这种衍射特性来检测凹非球面及凸非球面的基本原理和方法,给出了具体的设计实例。与传统的非球面检测光学系统相比较,该系统不仅简化了传统光学系统的装调过程,还可以大大降低计算全息图(CGH)与补偿镜的制作精度,减少制作成本。尤其是在凸非球面检测过程中,首次在实验技术方面提出了两步全孔径检测法和调整误差的旋转相减消除法,实验验证了该方法的有效性。 展开更多
关键词 二元光学 非球面检测 计算全息图
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使用液晶光阀的实时计算机制全息图的产生 被引量:6
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作者 高泽华 黄献烈 赖虹凯 《厦门大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 1998年第1期37-40,共4页
提出一种利用液晶光阀作为实时记录介质的计算机制全息图的产生方法,分析了这种实时计算机制全息图的制作原理和系统设计.给出计算机制全息图的再现图象.实验结果证实了这一方法的正确性.
关键词 液晶光阀 实时处理 全息图 计算
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圆形计算全息图的设计及其参数计算 被引量:2
19
作者 齐月静 王平 +4 位作者 康果果 谢敬辉 刘祎 杨辉 赵罘 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第9期821-823,共3页
为实现非球面的高精度检测,在设计全息图时采用虚拟玻璃的概念,即用光学设计软件ZEMAX建立折射率为0的玻璃模型,实现全息片的出射波前沿非球面的法线方向入射,简化了补偿器的设计优化过程,提高了设计精度,最大光程差小于0.000 7λ(λ=63... 为实现非球面的高精度检测,在设计全息图时采用虚拟玻璃的概念,即用光学设计软件ZEMAX建立折射率为0的玻璃模型,实现全息片的出射波前沿非球面的法线方向入射,简化了补偿器的设计优化过程,提高了设计精度,最大光程差小于0.000 7λ(λ=632.8 nm).编制了衍射面工艺参数的计算程序,利用该程序可快速地计算出衍射面各环带的径向坐标、最小特征尺寸、最大环带数,还可以输出位相图、连续面形图、台阶图等,为光学设计和实际加工提供了有效的解决途径. 展开更多
关键词 非球面 计算全息图 虚拟玻璃 ZEMAX 补偿器
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凹非球面检测的双计算全息图设计及制作 被引量:3
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作者 谢意 陈强 +3 位作者 伍凡 邱传凯 侯溪 张晶 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2008年第6期59-62,共4页
基于全息补偿检验非球面的原理,提出并设计了一种二元纯相位型双计算全息图。该全息图由主全息和对准全息两部分组成,用于检测非球面的主全息位于基底的中心,而对准全息位于其边缘,用来精确定位主全息,从而消除离焦、偏心及倾斜所引入... 基于全息补偿检验非球面的原理,提出并设计了一种二元纯相位型双计算全息图。该全息图由主全息和对准全息两部分组成,用于检测非球面的主全息位于基底的中心,而对准全息位于其边缘,用来精确定位主全息,从而消除离焦、偏心及倾斜所引入的误差。两部分全息同心是实现对主全息准确定位的前提,为此,提出了"一次曝光,两次刻蚀"的制作方法,即一次性将两部分图形在同一块掩膜版上制作出,曝光一次后,基底经两次刻蚀制作出具有两种不同相位深度的双计算全息图。最后给出了一个检测Φ140、F2抛物面镜的双计算全息设计实例,并将其检测结果与自准直检测结果比较,二者吻合良好,验证了该设计方法的正确性及制作工艺的可行性。 展开更多
关键词 测量 凹非球面 计算全息图 湿法刻蚀
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