Разработка и исследование дифракционных оптических элементов для интерферометрического контроля асферических поверхностей

• Автор: Насыров, Руслан Камильевич
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 114 с. : ил.

Оглавление.
Введение

Г лава I. Оптимизация лазерной записи границ дифракционных зон для увеличения

дифракционной эффективности ДОЭ

1.1. Методы изготовления дифракционных структур

1.2. Метод прямой лазерной записи

1.3. Возникновение эффекта обратного ската при прямой лазерной записи и связанное с ним падение дифракционной эффективности

1.4. Оптимизация шага записи

1.5. Использование более высокого порядка дифракции

1.6. Увеличение угла блеска

1.7. Попиксельная оптимизация данных для записи
1.8. Оптимизация границ дифракционных зон
1.9. Экспериментальная проверка метода оптимизации границ зон
1.10. Выводы
Глава 11. Разработка и исследование комбинированного ДОЭ для контроля
правильности изготовления дифракционной структуры, создающей асферический волновой фронт
2.1. Комбинирование двух волновых фронтов методом деления на ячейки
2.2. Моделирование ошибок волнового фронта, возникающих при делении ДОЭ на ячейки
2.3. Экспериментальная проверка комбинированных ДОЭ
2.4. Выводы
Глава III. Метод исключения оптических неоднородностей подложки ДОЭ из результатов интерферометрического контроля асферической поверхности
3.1. Дифракционная эффективность комбинированного ДОЭ
3.2. Изготовление амплитудно-фазовой дифракционной структуры комбинированного ДОЭ
3.3. Экспериментальная проверка метода исключения влияния подложки из результатов интерферометрических измерений
3.4. Выводы
Глава IV. Разработка и экспериментальное исследование интерферометрических методов контроля крупногабаритных асферических зеркал астрономических телескопов при помощи ДОЭ
4.1. Расчет дифракционной структуры ДОЭ для контроля асферической оптики
4.2. Аттестация ДОЭ по кольцевой дифракционной структуре, создающей сферический волновой фронт

4.3. ДОЭ-имитатор для проверки главного зеркала астрономического телескопа
VISTA
4.4. Разработка ДОЭ-корректора и ДОЭ-имитатора для контроля главного зеркала телескопа EOS Technology
4.5. Разработка ДОЭ-имитатора для контроля главного зеркала телескопа обсерватории Las Cumbres Observatory
4.6. Разработка ДОЭ-корректора для контроля главного зеркала космического телескопа Спектр-УФ
4.7. Выводы
Заключение
Список используемой литературы:

Введение
Использование асферической оптики позволяет существенно улучшить характеристики оптических систем. Без такой оптики практически невозможно создание миниатюрных оптических систем, таких как камеры мобильных телефонов и оптические головки СБ и БУВ проигрывателей. В современных фотообъективах находится, как правило, одна-две асферических линзы. В других высокотехнологичных приложениях -приборах ночного видения, проекционных литографических установках и космических системах, необходима оптика с большим числом асферических поверхностей. Главные зеркала астрономических телескопов, диаметр которых может достигать нескольких метров, имеют параболическую или гиперболическую форму. Таким образом, уже сейчас асферическая оптика используется во многих приложениях с габаритами оптических систем в диапазоне от миллиметров до нескольких метров. При этом, область ее применения на протяжении последних нескольких лет бурно расширяется.
Классические оптические элементы (линзы, призмы, зеркала и т.д.) имеют плоские, либо сферические поверхности. В отличие от них, радиальное сечение асферической поверхности описывается уравнением:
где г - радиальная координата, К - радиус в вершине поверхности, К-коническая константа, Л2п- коэффициенты корректирующего полинома, обеспечивающего возможность задания асферических элементов высших порядков. Различные типы асферики задаются следующим образом: К>0 сплюснутый эллипс, -1 < К<0 вытянутый эллипс, К = 0 сфера, К = -1 парабола, К<-1 гипербола. Характерный вид асферической поверхности показан на Рис. 1.

дифракционной эффективности (ИПОДЭ), отклонению формы профиля Ас от идеальной формы (ИПОГЕОМ), либо их комбинации (ИПОКОМБ). Алгоритм оптимизации основан на известном эволюционном алгоритме симулированного отжига [52]. Теоретически, чем больший диапазон для варьирования данных для записи доступен, тем большая дифракционная эффективность может быть достигнута. Неэзкг в своих работах [38] использовал диапазон в три раза превышающий значения данных для записи по сравнению со неоптимизированными данными. Однако, такое неэффективное использование динамического диапазона пропорционально увеличивает неровности профиля. Это происходит из-за того, что соответственно уменьшается разрешение для интенсивности и вырастает вклад от шумов модулятора. Этот эффект ухудшает качество микрорельефа, так как для его создания используется меньше уровней дискретизации. В настоящей работе был использован умеренный диапазон модуляции, который был в 1,5 раза больше, чем для неоптимизированных данных для записи.
Для оптимизации данных для записи и сравнения результатов с другими авторами был разработан алгоритм оптимизации на основе алгоритма симулированного отжига (Рис. 1.8). Прямая лазерная запись была смоделирована в соответствии с уравнениями (1.1-1.5).