摘要：基于磁流变抛光机理,采用简森-范锡图特法求解驻留时间函数以确定磁流变抛光工艺软件的核心算法设计,开展工艺软件全过程模块化、流程化设计,进行功能模块测试。软件开发过程中兼顾各功能模块间关系耦合,并完成工艺软件的代码集成测试。开展500 mm口径的微晶平面反射镜的验证实验,结果表明元件面形值获得快速有效收敛。证实了所设计的工艺软件能够精准地指导大口径光学元件的磁流变加工。

摘要：推导并用实验验证了光强与入射波前在单位像元面积里成近似线性关系,从而得到入射波前经CCD采样后的功率谱密度(PSD)公式·根据该公式,模拟分析了影响CCD采集系统的系统传递函数的各个因素:入射波前、CCD的填充因子及CCD的曝光时间,得出了他们与系统传递函数的定性关系,并且通过实验明确CCD曝光时间对高空间分辨率波前检测不确定度的影响,为高空间分辨率干涉设计提供了理论依据·

摘要：为了优化干涉采样成像系统的设计,采用端到端的互信息量评价系统的性能.建立了基于互信息的干涉采样成像系统数学模型.利用该模型得到了互信息量最大时光学成像系统和CCD的匹配条件:相干成像光学系统的截止频率等于CCD的Nyquist频率.分析了物体频谱分布、噪声、光源相干性和光学成像系统像差对互信息量的影响.结果表明,它们不影响光学成像系统和CCD的匹配条件.

摘要：基于全局最小二乘拼接算法和图像融合算法建立了连续相位板(CPP)子孔径拼接检测算法,并根据全局相关匹配原理提出采用面形残差来评价CPP的加工面形。采用高精度动态干涉仪等设备建立了相应的检测系统,并针对430mm×430mm口径CPP开展了数值模拟和检测实验。理论计算结果表明:系统计算误差为0.005nm。实验结果表明,整个检测系统软硬件RMS误差小于5nm,基本满足CPP面形检测要求。从而验证了CPP检测和评价的正确性和可行性。

摘要：针对激光系统对光束匀滑的需求,设计了高斯型连续相位板,并对其远场特性进行了研究。分别计算了相干长度为39,30,10和3 mm的高斯相位板远场光斑分布,结果显示相位板自身相关长度是决定远场能量分布的重要因素,当相干长度大于10 mm时,由于不满足各态历经条件,远场光斑分布能量分散。当相干长度小于10 mm后,由于满足各态历经条件,远场光斑能量将接近理想的高斯分布特性。通过数值计算模拟了相干长度为3 mm的连续相位板对畸变光束进行匀滑处理的过程,演示了束匀滑处理结果。通过比较匀滑前后远场光斑的能量分布,显示了畸变光束通过连续相位板后远场光斑能量分布变化情况,通过相位板后,光斑形状明显接近理想高斯分布情况。

摘要：为了准确测试和评价大口径连续相位板(CPP)元件的远场光强性能,根据激光装置需求建立了351nm波长下大口径CPP远场光强离线测试系统,开展了330mm×330mm口径CPP元件测试实验,并与标量衍射计算结果进行对比,分析了系统的测试重复性和测试精度。实测系统远场弥散斑大小为2.9倍衍射极限,可测试最大口径为圆形600mm和方形430mm×430mm。测试系统在焦点±2mm范围内的能量集中度测试重复性优于0.2%。计算和实验焦斑形貌及分布吻合,实测能量集中度比计算结果小0.85%、焦斑半径大13μm左右,差异由实测系统的时间匀滑作用引起,可通过缩短曝光时间和减小系统像差等措施进一步提高测试精度。

摘要：介绍了一种基于中等口径光斑的新型激光预处理技术。采用基频最大输出10J的Nd:YAG调Q激光器,获得了直径5mm、能量密度满足预处理需求的中等口径光斑。较之于小光斑处理方案,采用中等光斑进行扫描,可以显著压缩大口径光学元件的预处理总耗时。为了验证效果,搭建了实验平台,在陪镀片上开展了光斑扫描与损伤阈值测量实验,设计了合理的中等光斑预处理流程,并对阈值提升效果进行了验证。在此基础上,开展了正式元件的预处理实验,采用大行程二维电动位移台,对430mm×430mm口径的金属铪蒸发工艺高反膜元件进行了夹持和扫描。实验结果表明,经处理后的高反薄膜元件初步达到了27J/cm2的阈值水平,证明了该技术对薄膜抗损伤能力的提升效果。

摘要：为改善惯性约束聚变（ICF）系统中聚焦光束质量，降低元件的加工难度，建立了基于工艺的连续相位板（CPP）论设计模型，并从初相选取、相位展开、滤波、焦斑频谱控制等多方面改进了传统的G—S算法，比较分析了传统设计方法和基于工艺设计方法设计的CPP的加工特性和焦斑性能。基于工艺设计的CPP面型光滑，其产生的焦斑顶部均方根（RMS）和能量利用率Ⅵ分别从传统G—S的62．8％和98．0%改进到16．9％和98．6%，而且有效抑制了10～100μm的频谱成分。结果表明，基于工艺的CPP设计方法能够较好满足现有工艺约束条件和物理需求。

摘要：针对目前已有的光学检测设备无法实现大口径大曲率半径光学元件高精度检测的问题,提出利用长程轮廓仪(LTP)来进行大口径大曲率半径(正、负)光学元件的精确测量,并通过实验证明了LTP检测大曲率半径光学元件的优势。分析计算了LTP测量曲率半径的算法精度,设计了合理的机械结构进行旋转测量,得到了全口径的曲率半径分布。最后与球径仪、刀口仪的测量结果进行了对比。对R=37.108m和R=41.065m的球面镜测量结果显示,LTP的测量重复性在0.05%以内,与球径仪、刀口仪的测量值相差均在0.05%以内。研究结果表明,LTP可以用来解决目前几十米的大R曲率半径光学元件难以高精度测量的难题。

摘要：将化学抛光工艺用于大口径连续位相板(CPP)的制造中,介绍了作为加工基础的Marangoni效应和化学抛光去除函数。在此基础上,结合CPP元件的面形特征,设计了小口径化学磨头。通过工艺实验讨论了刻蚀溶液中不同浓度NH4F添加量对刻蚀速率的影响,实验结果表明,NH4F添加量为10%～13%时可以获得最高的刻蚀速率。通过实验测算了温度波动在±1℃时,刻蚀速率的相对误差为7.8%。根据相关工艺参数设计了工艺流程,并针对不同面形特征的CPP元件进行了实际的加工,得到了与设计结果相符合的制造结果。