基于Talbot-Moiré效应的长焦距测量系统的研究(2)
2.1.3 对称双圆孔傅里叶变换干涉条纹法 5
2.2 长焦距的测量方法 6
3 长焦距测量系统原理 8
3.1 泰伯效应 8
3.1.1 单色球面波入射Ronchi光栅产生的泰伯效应 9
3.1.2 单色平面波入射Ronchi光栅产生的泰伯效应 10
3.1.3 泰伯成像极限距离分析 11
3.2 Moiré条纹技术 12
3.2.1 遮光阴影原理解释 12
3.2.2 傅里叶变换频谱原理 14
3.3 基于泰伯莫尔效应的长焦距测量原理 15
3.4 优化长焦距测量公式 16
4 长焦距测量系统精度分析以及几何参数设计 18
4.1长焦距测量结构的整体设计 18
4.2 准直波前畸变 18
4.3 莫尔条纹模拟仿真和参数建立 20
4.3.1 系统参数模拟分析设计 21
4.3.2 几何参数的优化和建立 23
4.4 系统测量灵敏度分析 28
5 总结与展望 31
5.1 工作总结 31
5.2 工作展望 31
图2. 1 物像互换焦距法 3
图2. 2 放大率法测焦原理图 4
图2. 3 测负透镜焦距原理图 5
图2. 4 对称双圆孔傅里叶变换干涉条纹原理图 6
图3. 1 泰伯效应示意图 8
图3. 2 泰伯效应极限距离分析 11
图3. 3 莫尔条纹形成示意图 13
图3. 4 被测元件放入后系统光路图 15
图3. 5 光栅栅线方向示意图 16
图3. 6 二次测量法几何关系示意图 17
图4. 1 长焦距测量系统原理图 18
图4. 2 波前畸变示意图 19
图4. 3 被测透镜焦距为80m时，畸变引起的误差变化 20
图4. 4 PV=1/6波长时，焦距对误差的影响 20
图4. 5 不同光栅间距时，光栅夹角对误差的影响 24
图4. 6 a是500倍泰伯距，b是500.25倍泰伯距，c是500.5倍泰伯距 24
图4. 7 迭代法求解莫尔倾角,左为图a，右为图b 25
图4. 8 光栅夹角1.5°时莫尔倾角与焦距的关系 26
图4. 9 空间频率与焦距的关系 27
图4. 10 不同光栅夹角下的莫尔条纹 27
图4. 11 不同光栅常数下莫尔条纹数与系统口径的关系 28
图4. 12 莫尔倾角图 29
图4. 13 莫尔倾角图 30
表 1 焦距为5-50m的测量灵敏度 29
表 2 焦距为65-80m的测量灵敏度 30
1 绪论
1.1 课题的研究背景及意义
随着科学技术的发展，能源问题控制着国家的经济命脉，如何解决逐渐成为各国发展的热点，然而我们都知道地球上的能源是有限的，随着煤、石油、天然气这些燃料能源日益消耗枯竭，人们对探寻代替能源的需求越来越迫切，当今的核电站提供给的能量主要是通过核裂变产生的，但是我们知道核裂变过程会产生有害物质，一旦处理过程发生意外，那么这些有害物质就会对周围环境甚至人体健康产生不可估量的危害，所以要找到新的、安全环保的清洁能源已经成为当今科学研究的重要任务。研究发现通过核聚变释放能源是极有可能的，可以通过利用激光来控制核聚变的反应，释放人们所需要的相应的清洁的能源，就可以解决当下能源短缺的问题。