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激光陀螺反射镜基片相关检测技术研究

作　者: 高玫
导　师: 刘继芳; 单凡
学　校: 西安电子科技大学
专　业: 光学工程
关键词: 超光滑表面 反射镜基片 表面粗糙度 表面波纹度 曲率半径
分类号: TH74
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


超低损耗反射镜是影响激光陀螺性能的关键元件之一,为了实现反射镜的低损耗,首先要加工出具有超光滑表面的反射镜基片。超光滑表面的检测与评价技术在工艺技术中作用越来越突出和重要。反射镜基片超光滑表面质量检测主要包括：表面轮廓检测、表面疵病检测、表面亚表层损伤检测等三个方面。本论文研究的重点是反射镜基片表面轮廓检测技术,主要包括以下两个方面的内容：一、反射镜基片表面微观形貌的检测技术。研究空间波长与表面微观形貌的各种评价参数(如RMS、PSD、波纹度等)的关系,并进行表面粗糙度常用评价参数(RMS、PSD等)的适用性研究；同时对不同工艺方法所形成的表面微观形貌特征进行分析。二、球面反射镜基片表面轮廓和曲率半径检测技术。在表面微观形貌特征研究的基础上分析球面镜基片表面轮廓的特征,并探讨了导致球面镜基片曲率半径测试前后不一致的主要原因。通过对大量超光滑反射镜基片表面检测参数的研究工作,得出如下结论：①针对反射镜基片表面轮廓中面形、波纹度和粗糙度的空间波长有了明确划分；②测量基片表面粗糙度时,对于基片表面中频段～亚高频段的表面微轮廓可以用光学轮廓仪测量,而对于表面高频段的微轮廓应采用原子力显微镜测量；③评价基片表面粗糙度时,采用RMS参数和PSD曲线相结合的评价方式,PSD曲线适合指导表面加工工艺改进,RMS参数适合评价基片表面质量进行基片表面质量控制；④表面波纹度起伏是球面镜基片曲率半径测不准的根本原因；⑤在分析的基础上根据工艺实际初步建立检验分级镜片机制。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-8
第一章 绪论  8-14
  1.1 研究背景  8-9
  1.2 反射镜基片超光滑表面结构特征及其对反射镜光学性能的影响  9-11
    1.2.1 表面粗糙度对反射镜光学性能的影响  9-11
    1.2.2 亚表层损伤对反射镜光学性能的影响  11
    1.2.3 表面污染对反射镜光学性能的影响  11
  1.3 论文研究内容  11-14
第二章 激光陀螺反射镜基片检测技术概述  14-26
  2.1 表面轮廓检测  14-23
    2.1.1 表面微观形貌检测  15-20
    2.1.2 表面波纹度检测  20-21
    2.1.3 表面面形检测  21-23
  2.2 反射镜基片表面疵病检测  23-24
  2.3 反射镜基片表面亚表层损伤检测  24-26
第三章 反射镜基片表面粗糙度评价技术  26-50
  3.1 反射镜基片表面粗糙度的空间波长周期范围  26-28
  3.2 表面粗糙度的轮廓均方根(RMS)参数评价  28-35
    3.2.1 光学轮廓仪的空间频率响应  28-30
    3.2.2 光学轮廓仪物镜的选择  30-35
  3.3 表面粗糙度的功率谱密度(PSD)参数评价  35-39
    3.3.1 功率谱密度(PSD)介绍  35-36
    3.3.2 PSD相关标准  36-37
    3.3.3 PSD曲线中包含的信息  37-39
  3.4 反射镜基片采用PSD方法评价的实验研究  39-47
    3.4.1 不同抛光工艺方法获得的超光滑表面微观形貌分析  39-44
    3.4.2 用PSD曲线指导反射镜基片加工  44-46
    3.4.3 借助PSD曲线讨论原子力显微镜的扫描面积问题  46-47
  3.5 小结  47-50
第四章 球面反射镜基片面形和曲率半径测试研究  50-70
  4.1 曲率半径的光学轮廓仪和激光平面干涉仪检测  50-57
    4.1.1 使用光学轮廓仪的测量试验  51-52
    4.1.2 使用激光平面干涉仪的测量试验  52
    4.1.3 光学轮廓仪和激光平面干涉仪测量试验对比  52-57
  4.2 测量方法分析  57-58
  4.3 表面波纹度对曲率半径测量的影响  58-69
    4.3.1 理论分析  58-60
    4.3.2 实际测量中不同取样面积、不同测量点对曲率半径测量的影响  60-68
    4.3.3 结论  68-69
  4.4 小结  69-70
第五章 总结与展望  70-74
  5.1 论文工作总结  70-71
  5.2 今后工作的展望  71-74
致谢  74-76
参考文献  76-79

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中图分类: > 工业技术 > 机械、仪表工业 > 仪器、仪表 > 光学仪器
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