【摘 要】
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非球面阵列结构元件作为微光学领域的重要元件之一,具有简化光学系统设计、矫正像差和改善成像质量的优势,在集成成像、光束整形、光学神经网络等领域有着广泛应用。作为新型的复杂结构表面,非球面阵列元件与传统光学元件在加工表面质量评定方面有着很大的差异。因此,本课题对非球面阵列结构的几何特征评定方法展开研究,论文完成的主要工作如下:（1）研究了白光垂直扫描干涉术的测量原理,在获取非球面阵列元件表面形貌的基础
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非球面阵列结构元件作为微光学领域的重要元件之一,具有简化光学系统设计、矫正像差和改善成像质量的优势,在集成成像、光束整形、光学神经网络等领域有着广泛应用。作为新型的复杂结构表面,非球面阵列元件与传统光学元件在加工表面质量评定方面有着很大的差异。因此,本课题对非球面阵列结构的几何特征评定方法展开研究,论文完成的主要工作如下:（1）研究了白光垂直扫描干涉术的测量原理,在获取非球面阵列元件表面形貌的基础上,对其相关参数进行了分类与评定,包括非球面单元评定参数和阵列周期性评定参数,并分别对这两类评定参数进行了详细介绍。（2）研究了线轮廓粗糙度和三维表面粗糙度的评定方法,利用高斯滤波、稳健高斯滤波、样条滤波、小波滤波提取轮廓基准线,通过二维高斯滤波提取基准面。并基于MATLAB GUI平台开发了粗糙度参数评定软件,利用NPL仿真的Type F1标准数据集和实际样品测量数据对评定软件的准确性进行了验证。（3）研究了非球面阵列结构的单元参数及阵列参数的评定方法,包括应用模拟退火算法进行非球面方程参数回归,探讨非球面形状去除及滤波方法,实现了非球面单元口径、偏心量计算及面形误差的参数表征,并研究了非球面阵列顶点坐标的确定方法。（4）根据非球面阵列各几何特征参数评定方法设计了单元参数及阵列参数的评定流程,并基于MATLAB GUI平台开发了非球面阵列结构几何特征参数的评定软件,利用仿真数据对评定软件的准确性进行了验证,并应用该软件对实际非球面微透镜阵列元件的测量数据进行了参数评定。
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