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基于条纹反射技术的非球面镜三维面形检测

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简介:
本研究提出了一种利用条纹反射技术对非球面镜进行三维面形检测的方法,旨在提高光学元件制造与测量精度。 本段落提出了一种基于条纹反射原理测量非球面镜的新方法。在该方法中,利用液晶屏显示正弦条纹,并通过摄像机记录由待测镜面反射产生的图像。同时,显示屏与摄像机会沿着待测镜的轴向移动,在每个位置上分别拍摄两幅不同的条纹图。采用相移技术获取这些条纹图的相位信息后,可以确定每一个像素点在非球面镜上的对应位置,并且能够获得该点的位置坐标和梯度信息。最后通过积分计算,恢复出待测镜面的高度分布情况。 此方法无需额外使用反射镜或干涉仪设备,因此具有更高的灵活性与实用性,在存在较大噪声干扰的情况下依然可以实现对非球面镜的有效测量。模拟实验及初步的实际测试均表明了该技术方案的可行性。

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    本研究提出了一种利用条纹反射技术对非球面镜进行三维面形检测的方法,旨在提高光学元件制造与测量精度。 本段落提出了一种基于条纹反射原理测量非球面镜的新方法。在该方法中,利用液晶屏显示正弦条纹,并通过摄像机记录由待测镜面反射产生的图像。同时,显示屏与摄像机会沿着待测镜的轴向移动,在每个位置上分别拍摄两幅不同的条纹图。采用相移技术获取这些条纹图的相位信息后,可以确定每一个像素点在非球面镜上的对应位置,并且能够获得该点的位置坐标和梯度信息。最后通过积分计算,恢复出待测镜面的高度分布情况。 此方法无需额外使用反射镜或干涉仪设备,因此具有更高的灵活性与实用性,在存在较大噪声干扰的情况下依然可以实现对非球面镜的有效测量。模拟实验及初步的实际测试均表明了该技术方案的可行性。
  • PMD实验分析
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    本研究探讨了PMD(偏振模色散)技术在反射镜表面质量检测的应用,通过实验详细分析其准确性和可靠性,为光学元件的质量控制提供了新方法。 本段落探讨了将相位测量偏折术应用于非球面反射镜表面形貌检测的方法,并对实验结果中的中高频误差进行了详细分析。通过计算机生成的正弦条纹图在薄膜场效应晶体管显示屏上显示,利用摄像机捕捉并通过被测反射镜观察到的条纹图像进行拍摄。随后运用相移技术与相位展开算法来计算得出相应的相位分布。基于获取的相位信息,追踪光线路径,并根据光的反射定律得到表面形貌梯度分布;再通过数值积分重建出完整的面形分布图。最后使用泽尼克多项式对检测结果中的中高频误差进行了拟合分析研究。
  • FTP轮廓量Guide界
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    本系统采用FTP轮廓技术开发,提供直观的Guide界面用于操作和分析,实现高效、精确的三维形貌测量。 这是一个FTP轮廓术的指南界面,用户可以选择不同的相位展开算法。
  • MATLAB开发——
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    本项目利用MATLAB软件进行三维非球面平面的设计与开发,通过精确建模和算法优化,实现复杂曲面的有效处理和分析。 在MATLAB中开发三维平面非球面,并在球体上绘制三维数据。
  • 柱透圆光斑高斯光束整
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    本研究提出了一种利用球面及非球面柱透镜组合,实现高斯光束转换为均匀圆形光斑的方法,适用于光学精密加工与生物医学等领域。 设计了一种球面-非球面柱透镜以将高斯圆斑整形为平顶线斑。通过使用Zemax编程语言批量添加操作数与设置默认优化函数的结合方法完成该设计,并将其性能参数与相同的非球面透镜-柱透镜组进行了比较,同时分析了球面-非球面柱透镜最后一面对像面距离的不同对线斑长宽比和平顶度的影响。相较于非球面透镜-柱透镜组,这种新型的透镜在尺寸相同的情况下平顶度略低(边缘处约下降10%),但通过调整最后一面对像面的距离可以改善其平顶度至90%,同时会使线斑长宽比减小到20.38。研究结果表明,在可调节长宽比范围内,球面-非球面柱透镜的设计能够简化光束整形系统的结构并满足轻量化的需求,是一种可行的方法。
  • MATLAB和轮廓仪Q-Type方法
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    本研究提出了一种利用MATLAB软件与非球面轮廓仪结合的方法,用于精确检测Q-Type非球面镜片,提升了测量效率及精度。 Q-type非球面广泛应用于光学系统设计中。为了应对Q-type非球面超精密加工过程中的面形检测问题,提出了一种结合MATLAB软件与Taylor Horbson PGI-1240非球面轮廓仪的方法,以实现对Q-type非球面的高精度检测。通过这种方法进行的测试结果表明,在使用Nanoform 700 Ultra单点金刚石超精密车床加工得到全口径为11.8毫米的单晶铜Q型非球面时,其面形误差峰谷(PV)值达到了0.1963微米,表面粗糙度方均根(RMS)值则为0.03412微米。这些数据满足了加工第一阶段对面形误差PV小于0.2微米以及表面粗糙度RMS小于0.04微米的要求。此检测方法能够精确地获得工件面形的误差信息,从而为后续车削加工提供必要的数据支持。
  • 图案理映C++.zip
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    本资源包提供了基于C++实现的球面二维图案纹理映射代码及示例,适用于图形学、游戏开发等领域,帮助开发者高效地处理和展示复杂纹理。 该工程资源包含分数维图案算法的实现、双三次Bezier曲面算法的实现、双三次Bezier曲面拼接球以及二维图案到球体映射算法等内容。
  • Unity中效果
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    本文介绍了如何在Unity中实现逼真的镜面反射效果,包括使用Shader编写和材质设置等技术细节。适合中级开发者阅读。 Unity中的镜面反射效果是一种常见的视觉特效技术,用于模拟光线在物体表面的反射现象。通过调整材质属性如光泽度、高光颜色以及环境贴图等因素,可以实现逼真的镜面反射效果。这种技术对于提升游戏或应用的真实感和美观性具有重要作用。 要实现在Unity中制作镜面反射效果,开发者首先需要创建一个支持该特性的材质,并在场景中的物体上使用它。此外,合理设置光照条件也是确保镜面反射效果自然的关键因素之一。通过这些步骤,可以让用户在游戏中体验到更加真实的世界。
  • Unity中脚本
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    这段简介是关于如何在Unity游戏开发引擎中创建和应用一个用于实现镜面反射效果的脚本。通过该脚本,开发者可以增强场景中的视觉效果,并使物体反射更加逼真。 Unity镜面反射脚本包含四个文件:Mirror.cs 是与shader互动的脚本,使用这组材质的同时需要将这个脚本拖给使用的物体以使其生效;Mirror-BumpSpec.shader 实现了实时镜面反射效果,并支持法线贴图,适用于平面物体;Mirror-AlphaBumpSpec.shader 提供实时镜面发射和透明材质功能,能够同时实现反射和透明效果,同样可以使用法线贴图;Mirror-AlphaSpecSphere.shader 与上面的材质类似但专为球形物体设计,不能使用法线贴图。
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    本着重点介绍Unity3D中用于实现镜面反射效果的高级着色技术,探讨其原理与应用。适合希望提升游戏或场景真实感的开发者学习研究。 在Unity中实现镜面反射可以通过使用着色器来完成。首先需要创建一个自定义的Shader文件,在该文件中设置反射相关的参数,例如环境贴图(Cube Map)以模拟不同方向上的光线反射效果。接着将这个Shader应用到场景中的物体上,并确保环境中存在相应的立方体贴图资源供渲染时采样使用。 为了进一步优化视觉体验,还可以调整材质属性如金属度和光滑度等来控制镜面反射的强度与细节表现力。此外,在光照设置中加入定向光或点光源可以增加真实感,使反射效果更加逼真生动。通过这种方式,可以在Unity项目里实现高质量的镜面反射特效。