留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

高精度长焦距测量系统反射镜安装误差分析

王涌鹏 罗佳 白剑 梁宜勇

王涌鹏, 罗佳, 白剑, 梁宜勇. 高精度长焦距测量系统反射镜安装误差分析[J]. 红外与激光工程, 2014, 43(2): 562-568.
引用本文: 王涌鹏, 罗佳, 白剑, 梁宜勇. 高精度长焦距测量系统反射镜安装误差分析[J]. 红外与激光工程, 2014, 43(2): 562-568.
Wang Yongpeng, Luo Jia, Bai Jian, Liang Yiyong. Analysis on mirrors installation error of high-accuracy long focal length measurement system[J]. Infrared and Laser Engineering, 2014, 43(2): 562-568.
Citation: Wang Yongpeng, Luo Jia, Bai Jian, Liang Yiyong. Analysis on mirrors installation error of high-accuracy long focal length measurement system[J]. Infrared and Laser Engineering, 2014, 43(2): 562-568.

高精度长焦距测量系统反射镜安装误差分析

详细信息
    作者简介:

    王涌鹏(1987- ),男,硕士生,主要从事光学检测方面的研究。Email:zju21130085@gmail.com;白剑(1967- ),男,教授,博士,主要从事二元光学、微光学、光电检测和全景成像等方面的研究。Email:bai@zju.edu.cn

    王涌鹏(1987- ),男,硕士生,主要从事光学检测方面的研究。Email:zju21130085@gmail.com;白剑(1967- ),男,教授,博士,主要从事二元光学、微光学、光电检测和全景成像等方面的研究。Email:bai@zju.edu.cn

  • 中图分类号: TH741

Analysis on mirrors installation error of high-accuracy long focal length measurement system

  • 摘要: 大口径长焦距测量系统中,为了缩小测量系统的尺寸,加入两块反射镜形成折返光路。折返光路中两块反射镜的安装误差是影响测量结果的重要因素。将条纹理解成条纹成像面上的点光源阵列,通过这一思路分析了反射镜偏转角度对最终检测结果的影响。研究了反射镜偏转角度与反射镜单位法向量的计算公式,结合反射定律的矩阵形式,求出入射光矢量到出射光矢量的变换矩阵。基于反射镜的单位法向量、出射光的方向向量,利用解析几何得到理想接收屏上条纹所在直线的方程,求出接收屏上测得的条纹的角度。计算了两块反射镜小角度旋转的49种组合情况下,莫尔条纹角度的偏差结果。使用自准直仪分光路的方法调整反射镜,将反射镜安装误差控制在1以内,莫尔条纹角度的偏差在10-4数量级。通过实验验证莫尔条纹的测量精度实际达到0.005,充分说明了反射镜的调整效果。
  • [1]
    [2] Jin Xiaorong, Zhang Jinchun, Bai Jian, et al. Calibration method for high-accuracy measurement of long focal length with Talbot interferometry[J]. Applied Optics, 2012, 51(13): 2407-2413. (in Chinese)
    [3]
    [4] Zhao W, Sun R, Qiu L, et al. Laser differential confocal ultra-long focal length measurement[J]. Optics Express, 2009, 17(22): 20051-20062.
    [5]
    [6] Sun Chen, Shen Yibing, Bai Jian, et al. The precision limit analysis of long focal length testing based on talbot effect of ronchi grating[J]. Acta Photonica Sinica, 2004, 33(10): 1214-1217. (in Chinese)
    [7] Xu Chuangang, Song Liquan. Design and realization of infrared complicated scene simulation system[J]. Infrared and Laser Engineering, 2005, 34(2): 241-242, 252. (in Chinese)
    [8] 孙琛, 沈亦兵, 白剑, 等. Ronchi光栅Talbot效应长焦距测量的准确度极限研究[J]. 光子学报, 2004, 33(10): 1214-1217.
    [9]
    [10] Wu Yaping, Zhang Tianxu. Simulation of infrared image and the simulation software[J]. Infrared and Laser Engineering, 2000, 29(4): 1-3. (in Chinese)
    [11]
    [12] Shi Yali, Gao Yunguo, Deng Weijie. Model for computer-aided alignment of reflective optical system[J]. Laser Infrared, 2009, 39(4): 427-430. (in Chinese)
    [13] Faugras O, Luong Q, Maybank S. Camera selfcalibration: theory and experiments[C]//ECCV, 1992: 321-334.
    [14] 徐传刚, 宋利权. 红外复杂场景仿真系统的设计与实现. 红外与激光工程, 2005, 34(2): 241-242, 252.
    [15] Li Xiaotong, Cen Zhaofeng. Geometrical Optics, Aberrations and Optical Design[M]. Hangzhou: Zhejiang University Press, 2003: 6-7. (in Chinese)
    [16]
    [17]
    [18] Yang Guoguang. Modern Optical Measurement Technology[M]. Hangzhou: Zhejiang University Press, 1997: 85-86. (in Chinese)
    [19] 吴亚平, 张天序. 红外图像的计算机仿真及仿真软件[J]. 红外与激光工程, 2000, 29(4): 1-3.
    [20] Ou Jiaming, Wang Ruili, Zhang Shulian, et al. Three forms of expression about reflection law[J]. Journal of Yunnan Normal University, 2000, 20(1): 57-61. (in Chinese)
    [21]
    [22]
    [23] 史亚莉, 高云国, 邓伟杰. 反射光路的计算机辅助装调模型[J]. 激光与红外, 2009, 39(4): 427-430.
    [24]
    [25]
    [26]
    [27] 李晓彤, 岑兆丰. 几何光学相差光学设计[M]. 杭州: 浙江大学出版社, 2003: 6-7.
    [28]
    [29]
    [30] 杨国光. 近代光学测试技术[M]. 杭州: 浙江大学出版社, 1997: 85-86.
    [31]
    [32]
    [33] 欧家鸣, 王瑞丽, 张书练, 等. 反射定律的三种表达形式[J]. 云南师范大学学报, 2000, 20(1): 57-61.
  • [1] 刘今越, 翟志国, 贾晓辉, 薛路明, 李铁军.  基于面结构光的工件内壁点云旋转拼接研究 . 红外与激光工程, 2022, 51(9): 20210952-1-20210952-7. doi: 10.3788/IRLA20210952
    [2] 徐志浩, 周召发, 徐梓皓, 常振军, 冯磊.  全局可观测性分析的SINS/CNS快速标定方法 . 红外与激光工程, 2022, 51(6): 20210641-1-20210641-8. doi: 10.3788/IRLA20210641
    [3] 邵新杰, 潘硕, 宋彬, 李晓磊, 唐香珺.  深孔内表面检测点云拼接技术研究 . 红外与激光工程, 2021, 50(12): 20210210-1-20210210-8. doi: 10.3788/IRLA20210210
    [4] 胡凯, 丛海佳, 陈凡胜, 金钢.  宽视场航天相机像面测量技术 . 红外与激光工程, 2021, 50(5): 20200336-1-20200336-7. doi: 10.3788/IRLA20200336
    [5] 王辰星, 达飞鹏.  基于经验模态分解法的光学条纹图像处理研究进展 . 红外与激光工程, 2020, 49(3): 0303013-0303013-11. doi: 10.3788/IRLA202049.0303013
    [6] 伍雁雄, 乔健, 王丽萍.  长焦距无热化星敏感器光学系统设计 . 红外与激光工程, 2020, 49(9): 20200061-1-20200061-10. doi: 10.3788/IRLA20200061
    [7] 陈丽, 刘莉, 赵知诚, 李瀛搏, 傅丹鹰, 沈为民.  长焦距同轴四反射镜光学系统设计 . 红外与激光工程, 2019, 48(1): 118002-0118002(10). doi: 10.3788/IRLA201948.0118002
    [8] 孙沁园, 陈磊, 郑东晖, 朱文华, 张瑞, 丁煜.  采用短相干光源的动态斐索干涉仪 . 红外与激光工程, 2018, 47(2): 220001-0220001(7). doi: 10.3788/IRLA201847.0220001
    [9] 杨亮亮.  衍射光学元件斜入射衍射效率的测量 . 红外与激光工程, 2018, 47(1): 117003-0117003(5). doi: 10.3788/IRLA201847.0117003
    [10] 曹智睿, 付跃刚.  点源透射比测试的高性能光陷阱技术研究 . 红外与激光工程, 2017, 46(1): 117006-0117006(7). doi: 10.3788/IRLA201746.0117006
    [11] 吴婷, 邹岩, 李之通, 惠勇凌, 李强.  两种透明介质微小折射率差高精度测量的新方法 . 红外与激光工程, 2017, 46(4): 417005-0417005(6). doi: 10.3788/IRLA201746.0417005
    [12] 王宏力, 何贻洋, 陆敬辉, 杨阳, 陈俊宇.  星敏感器安装误差的三位置法地面标定方法 . 红外与激光工程, 2016, 45(11): 1113003-1113003(6). doi: 10.3788/IRLA201645.1113003
    [13] 孙文卿, 陈磊, 李金鹏, 乌兰图雅, 何勇.  非圆孔径离散采样点正交多项式波前拟合 . 红外与激光工程, 2015, 44(3): 1068-1072.
    [14] 杨宇飞, 颜昌翔.  长焦距宽视场离轴三反光管设计 . 红外与激光工程, 2015, 44(7): 2070-2074.
    [15] 戴士杰, 易丹, 李伟超, 常淑英, 王志平.  分段非均匀条纹生成方法及其在双频解相位中的应用 . 红外与激光工程, 2015, 44(9): 2849-2853,2857.
    [16] 韩志刚, 陈磊.  对包络变化及移相误差不敏感的宽带光八步移相算法 . 红外与激光工程, 2015, 44(4): 1236-1242.
    [17] 张继超, 李大伟.  长焦距光学系统中反射光路的设计与装调 . 红外与激光工程, 2015, 44(5): 1496-1499.
    [18] 姚震, 吴易明, 高立民, 吴璀罡, 梅超.  长焦距红外光学系统焦距检测方法 . 红外与激光工程, 2014, 43(6): 1950-1954.
    [19] 白瑜, 邢廷文, 蒋亚东, 廖志远, 程习敏.  长焦距高分辨率红外两档变焦光学系统设计 . 红外与激光工程, 2014, 43(8): 2589-2594.
    [20] 陆衡, 陈好, 何勇, 李建欣, 胡绍云, 张浩, 孟庆安.  基于泰伯莫尔法的长焦距测量系统的装调技术 . 红外与激光工程, 2013, 42(10): 2836-2841.
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  233
  • HTML全文浏览量:  38
  • PDF下载量:  176
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2013-06-20
  • 修回日期:  2013-07-23
  • 刊出日期:  2014-02-25

高精度长焦距测量系统反射镜安装误差分析

    作者简介:

    王涌鹏(1987- ),男,硕士生,主要从事光学检测方面的研究。Email:zju21130085@gmail.com;白剑(1967- ),男,教授,博士,主要从事二元光学、微光学、光电检测和全景成像等方面的研究。Email:bai@zju.edu.cn

    王涌鹏(1987- ),男,硕士生,主要从事光学检测方面的研究。Email:zju21130085@gmail.com;白剑(1967- ),男,教授,博士,主要从事二元光学、微光学、光电检测和全景成像等方面的研究。Email:bai@zju.edu.cn

  • 中图分类号: TH741

摘要: 大口径长焦距测量系统中,为了缩小测量系统的尺寸,加入两块反射镜形成折返光路。折返光路中两块反射镜的安装误差是影响测量结果的重要因素。将条纹理解成条纹成像面上的点光源阵列,通过这一思路分析了反射镜偏转角度对最终检测结果的影响。研究了反射镜偏转角度与反射镜单位法向量的计算公式,结合反射定律的矩阵形式,求出入射光矢量到出射光矢量的变换矩阵。基于反射镜的单位法向量、出射光的方向向量,利用解析几何得到理想接收屏上条纹所在直线的方程,求出接收屏上测得的条纹的角度。计算了两块反射镜小角度旋转的49种组合情况下,莫尔条纹角度的偏差结果。使用自准直仪分光路的方法调整反射镜,将反射镜安装误差控制在1以内,莫尔条纹角度的偏差在10-4数量级。通过实验验证莫尔条纹的测量精度实际达到0.005,充分说明了反射镜的调整效果。

English Abstract

参考文献 (33)

目录

    /

    返回文章
    返回