基于激光平面干涉仪的平晶面形测量系统

发布时间：2017-05-15 14:07

  本文关键词：基于激光平面干涉仪的平晶面形测量系统，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：在光学冷加工领域,平晶是常用到的计量器具,而平面度是其参数指标中极其重要的一个环节。作为测量标准其本身的平面度指标需具备良好的精度。在我国现行的计量领域还主要依靠人工目视测量,采用光圈公差(N)和局部光圈公差(△1,N,△2N)来表征。这种测量方式的判读效率以及结果精度已经远远不能满足经济社会发展的速度需求。 本项目是基于PG15-J4型激光干涉仪改造后的平台完成的。结合了CCD图像传感技术以及计算机图像处理,不仅提高了测量的自动化程度而且也提高了指标精度。论文中首先介绍了平晶的相关理论知识以及光学干涉理论,并介绍了几种主要的检定方法,最后确定等厚干涉法为最佳,接着完成了对PG-15J4型激光干涉仪自动判读改进,包括光源,CCD等关键零件的装配。然后将数字相机采集的图像进行处理,包括获取背景,线性对比度展宽,条纹与背景的相减处理,图像滤波,二值化等等,最终获得单像素条纹。根据JJG28-2000规定的判读法计算出平面度指标。最终的结果通过对比表明符合计量检定规程JJG28-2000的要求。从而达到了预先的既定目标即提高检定效率的同时也保证了测量精度。
【关键词】：平面度 光圈公差 激光干涉仪 图像处理
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TG806;TH744.3
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 1 绪论8-12
• 1.1 研究背景意义8-9
• 1.2 平面度检定技术现状9-10
• 1.3 本论文主要的研究工作10-12
• 2 平面度测量系统12-26
• 2.1 干涉原理及干涉仪12-17
• 2.1.1 干涉原理12-13
• 2.1.2 干涉仪的分类13-14
• 2.1.3 等倾和等厚干涉基本原理14-15
• 2.1.4 等厚干涉仪的分类15-17
• 2.2 平晶分类与检测17-20
• 2.2.1 平晶的定义17-18
• 2.2.2 性能要求18-20
• 2.3 常见的检定方法20-24
• 2.3.1 等厚法20-22
• 2.3.2 等倾法22-23
• 2.3.3 多面互检23-24
• 2.3.4 三种检定方法的对比24
• 2.4 本章小结24-26
• 3 PJ15-J4型干涉仪的改进26-34
• 3.1 PG15-J4型等厚干涉仪的结构26-28
• 3.1.1 干涉仪系统参数26-27
• 3.1.2 相干光波的计算27-28
• 3.2 CCD相机28-31
• 3.2.1 CCD相机分类28-29
• 3.2.2 CCD图像测量技术29-30
• 3.2.3 DC130数字摄像机30-31
• 3.3 接收系统的改造31-33
• 3.3.1 激光扩束系统32
• 3.3.2 CCD镜头的计算与选择32-33
• 3.4 本章小结33-34
• 4 干涉条纹的数字处理技术34-48
• 4.1 干涉图像预处理34-37
• 4.1.1 对比度线性展宽34-35
• 4.1.2 图像相减35-37
• 4.2 干涉图像的滤波37-39
• 4.2.1 线性滤波器37-38
• 4.2.2 非线性滤波器38-39
• 4.2.3 实例对比39
• 4.3 图像二值处理39-41
• 4.3.1 几种常见的二值化法39-41
• 4.3.2 实例对比41
• 4.4 开运算与闭运算41-43
• 4.5 图像的细化处理43-46
• 4.5.1 细化算法原理43-46
• 4.5.2 仿真实现46
• 4.6 条纹的修正和标记46-47
• 4.7 本章小结47-48
• 5 测量结果及数据处理48-57
• 5.1 面形偏差的指标48-51
• 5.1.1 光圈指标48-49
• 5.1.2 数字波面指标49-50
• 5.1.3 两种指标的关系50-51
• 5.2 仪器的调整及测量51-54
• 5.2.1 仪器的调整51-52
• 5.2.2 数据测量52-54
• 5.3 不确定度分析54-56
• 5.3.1 方差和传播系数54-55
• 5.3.2 输入量的标准不确定度来源55
• 5.3.3 合成不确定度与扩展不确定度55-56
• 5.4 本章小结56-57
• 6 总结与展望57-58
• 致谢58-59
• 参考文献59-61

【参考文献】

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本文编号：367962