Mga produkto

Unibersidad ng Tsinghua: isang bagong paraan para sa error sa lokal na anyo sa ibabaw at pagsusuri ng kalidad ng mga optical na elemento

Ang pagbuo ng mataas na pagganap ng optical imaging system ay sumasaklaw sa mga hakbang ng optical na disenyo, pagmamanupaktura, inspeksyon, pagpupulong at pagsasaayos.Ang disenyo ng optical system ay ang simula ng buong proseso ng chain ng realizing optical system.Ang pagsusuri sa pagpapaubaya ay ang pangunahing tulay sa pagitan ng disenyo at pagmamanupaktura.Ang makatwiran at tumpak na pamamahagi ng mga error sa pagmamanupaktura ng lahat ng optical surface ay nakakatulong sa pagsasakatuparan ng high-precision optical element manufacturing.Ang pagsusuri sa kalidad ng mga optical na elemento ay gagawa ng isang tumpak na pagsusuri ng mga resulta ng pagmamanupaktura, na makakatulong upang higit pang mapabuti ang kalidad ng pagmamanupaktura ng optical elemento.

paggawa ng elemento1 

Figure 1. error at pagsusuri ng lokal na surface form

Ang pinaka-epektibong paraan ng pagsusuri sa pagpapaubaya na isinasaalang-alang nang higit sa kalahating siglo ay batay sa mga istatistika ng probabilidad ng Monte Carlo.Ang pagpapaubaya na ito ay isang pinag-isang paglalarawan ng buong hugis ng ibabaw.Tinutukoy nito ang maximum na halaga ng RMS o halaga ng PV ng error sa hugis sa ibabaw.Kasabay nito, ang kalidad ng mga optical na elemento ay nailalarawan din ng halaga ng RMS o halaga ng PV ng error sa ibabaw.Gayunpaman, ang aktwal na sitwasyon ng optical system ay lubhang kumplikado.Ang umiiral na mga pamamaraan ng pagsusuri sa pagpapaubaya batay sa Monte Carlo ay hindi maaaring magbigay ng iba't ibang mga kinakailangan sa pagpapaubaya para sa iba't ibang lugar ng ibabaw.Ang halaga ng RMS o halaga ng PV ng error sa hugis sa ibabaw ay hindi tumpak na masuri ang kalidad ng mga optical na elemento.

Pagkatapos ng pitong taong pagsisikap, kinumpirma ni Zhu Jun, isang associate professor ng Department of Precision Instruments ng Tsinghua University, na ang iba't ibang bahagi ng optical elements ay may iba't ibang mga kinakailangan sa pagpapaubaya, at nagmungkahi ng isang lokal na modelo ng pagpapaubaya sa ibabaw para sa mga optical surface.Ang modelo ng lokal na pagpapaubaya ay maaaring tumpak na makakuha ng iba't ibang mga kinakailangan sa pagpapaubaya para sa iba't ibang mga lugar sa ibabaw, upang ang iba't ibang mga lugar ng ibabaw ay maaaring gawin ayon sa iba't ibang mga kinakailangan sa katumpakan.Binabagsak ng lokal na modelo ng pagpapaubaya ang teorya ng pagsusuri sa pandaigdigang pagpaparaya batay sa istatistikal na probabilidad ng Monte Carlo sa loob ng higit sa 50 taon.Kinakalkula ng pangkat ng pananaliksik ang lokal na pagpapaubaya sa ibabaw ng tatlong salamin ng isang off-axis na tatlong salamin na optical system (Larawan 1) at dalawang salamin ng isang sistema ng uri ng Cassegrain (Larawan 2), at na-simulate at na-verify ang pagpapaubaya.Ang resulta ng pagkalkula ng pagpapaubaya ay nagpapakita ng halatang lokalisasyon.

 paggawa ng elemento2

Figure 2. Sa off-axis triple mirror system, ang lokal na surface tolerance distribution ng tatlong salamin (a), (b) at (c) ay ang deviation distribution sa ibabaw ng tatlong salamin ayon sa pagkakabanggit

 paggawa ng elemento3

Figure 3. Sa RC system, pag-aralan ang lokal na profile tolerance distribution ng primary mirror at secondary mirror nang sabay-sabay (a), (b), (c) ay ang profile deviation distribution ng primary mirror, at (d), (e ), at (f) ay ang profile deviation distribution ng pangalawang mirror, ayon sa pagkakabanggit

Kasabay nito, iminungkahi ng pangkat ng pananaliksik ang isang tumpak na function ng pagsusuri ng RWE para sa kalidad ng mga optical na elemento na direktang nauugnay sa pagganap ng imaging, pinapalitan ang tradisyonal na mga halaga ng RMS o PV upang suriin ang kalidad ng mga optical na elemento, at sinusuri ang kalidad ng isang serye ng mga elemento na may iba't ibang mga error sa ibabaw (Figure 3).Ang mga resulta ay nagpapakita na ang kalidad ng mga bahagi na may parehong PV o RMS na halaga ay iba, at ang mga bahagi na may mas mababang geometric na katumpakan ay maaaring makagawa ng mas mahusay na kalidad ng imaging kaysa sa mga may mas mataas na geometric na katumpakan.

paggawa ng elemento4

Ang parehong optical elemento ng RMS ay maaari ding makilala ang kanilang kalidad ng imaging sa pamamagitan ng RWE.Para sa partido ng pagmamanupaktura ng inspeksyon, ang kalidad ng mga bahagi pagkatapos ng pagmamanupaktura ay maaaring independiyenteng masuri nang walang mga dokumento ng disenyo.Tumutulong ang RWE na mabilis na piliin ang mga bahagi na nakakatugon sa mga kinakailangan sa imaging, at nagbibigay ng pinakamahusay na pagtutugma ng kumbinasyon sa pagitan ng iba't ibang bahagi.Figure 4. Ang kalidad ng mga bahagi na may parehong halaga ng PV o RMS ay iba

Ang lokal na balangkas ng pagpapaubaya na iminungkahi sa pag-aaral na ito ay magbibigay ng bagong teknikal na suporta para sa pagmamanupaktura ng mga optical system, lalo na ang high-precision at malalaking aperture optical system tulad ng mga lithography system at space telescope, at magkakaroon ng rebolusyonaryong epekto sa teorya, teknolohiya at mga pamantayan. sa larangan ng optical na disenyo at pagmamanupaktura.Noong Setyembre 8, ang mga nakamit sa itaas ay nai-publish sa journal OPTICA sa ilalim ng pamagat ng "Local surface error at quality evaluation para sa optical surfaces".


Oras ng post: Nob-01-2022