一种非球面光纤细丝测量方法

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技术领域	先进光学制造与检测领域
成果用途	用于非球面光纤细丝测量。
要解决的技术问题	现有非球面的检测不能检验出非球面形的微小细节的问题
达到的有益效果	(1)、光源采用白光光源，由各种不同颜色的光组成，实验时光的衍射相互重叠，使得衍射效应不明显，提高了阴影边缘明暗的对比度，便于阴影环带边缘提取，同时光源的亮度可调同样提高了图像中阴影的对比度。 (2)、发光点采用光纤，通过matlab仿真知道发光点越小，细丝的直径越细按照上述方法计算环带的半径越准确，光纤内芯直径可以做到0.01mm比刀口最小的孔还小，提高了准确性，同时光纤基本不发热，从而避免了光在传播过程中由于温度的变化而引起空气折射率的变化使光的传播方向发生改变，因此CCD采集到的图像比较稳定。 (3)、本发明装置中所需设备容易准备，从而降低了检测成本和检测准备周期，为非球面镜提供了一种有效的交叉检验手段。 (4)、本发明的结构简单、易于操作，主要用于指导非球面镜抛光时期的加工和镜面参数的确定。 (5)、本发明较好的平衡了检测系统性能、检测成本和检测效率。
关键技术方案	1.一种非球面光纤细丝测量方法，方法步骤如下： (a)调整实验装置构建实验装置，该实验装置包括被测非球面镜(1)、直角梯形棱镜(2)、细丝(3)、光纤(4)、汇聚透镜(5)、白光光源(6)、CCD(7)和计算机(8)，调节光纤(4)接口的位置使得透镜汇聚的白光耦合进入光纤(4)，光纤(4)的另一端与直角梯形棱镜(2)的边缘对齐，并固定在直角梯形棱镜(2)上，校准细丝(3)的位置使光纤(4)的端面与细丝(3)在同一个面上，光纤(4)端面与细丝(3)的距离固定为3mm左右，并将CCD(7)、直角梯形棱镜(2)、光纤(4)和细丝(3)集成为一个整体放置在一个调整架上，将此实验装置放在被测非球面镜(1)的顶点曲率中心附近，通过观察计算机(8)上面的图像调整出对称的阴影环带图； (b)测量距离，采集图像通过激光跟踪仪完成曲率中心初始位置的测量，然后按照一定的步长纵向调节调整架，测量得到的初始距离加上调节的距离就是镜面上阴影处的法线在光轴上的交点与镜面顶点的距离，将计算机里采集到的每个位置对应的阴影图保存起来； (c)图像处理，计算环带半径将采集得到的图像用计算机内已经编好的程序进行环带内边缘和环带外边缘的提取处理，取内外边缘环带的像素半径之和的一半作为该阴影环带的像素半径，按照镜面与图像对应的比例关系计算出镜面上阴影环带的半径； (d)计算结果将镜面上各环阴影的半径与纵向的法线高度对应起来，利用计算内编好的程序计算出被测镜面的顶点曲率半径和二次常数。
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