【摘 要】
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光学综合孔径成像技术的关键是解决共相位问题,子孔径之间相位失调会严重影响成像质量,工程上一般需要达到光波段1/10波长的调相精度。近年来,随着微流控光学这一新学科的诞生,通过操控液体的细微形变来制备调相器件给单个子孔径调相提供了一种新的方法。本文采用压电陶瓷制备一种高精度液体调相器,通过与液体调焦器件的组合设计出一套既可以调焦调相又可以对液体调相器进行性能检测的光学平台。本文主要研究内容如下:1、
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光学综合孔径成像技术的关键是解决共相位问题,子孔径之间相位失调会严重影响成像质量,工程上一般需要达到光波段1/10波长的调相精度。近年来,随着微流控光学这一新学科的诞生,通过操控液体的细微形变来制备调相器件给单个子孔径调相提供了一种新的方法。本文采用压电陶瓷制备一种高精度液体调相器,通过与液体调焦器件的组合设计出一套既可以调焦调相又可以对液体调相器进行性能检测的光学平台。本文主要研究内容如下:1、以微流控光学技术为原理设计制备一种高精度的液体调相器,利用光学干涉法和数字图像处理技术实现对液体调相器的高精度检测。第一步选用压电陶瓷作为调相器载体,通过向压电陶瓷腔内注入液体来制备调相器;第二步将液体调相器放置在光学平台中干涉仪的一臂侧,利用CCD记录下液体调相器在不同电压下的干涉条纹图像;第三步将这些干涉条纹图像进行一系列的数字图像处理后得到单个像素的条纹骨架,采用条纹标记法,跟踪不同电压下骨架条纹移动情况并计算骨架条纹的像素移动量;第四步对实验数据进行分析,通过电压与压电陶瓷位移量和像素移动量之间的关系给出液体调相器的调相范围和精度。2、平台在调相的基础上增加调焦功能,利用微流控光学技术和介电润湿效应来实现对平台整体光路的控制。本文使用液体透镜来控制焦距,通过软件驱动液体透镜工作,实现在PC端对平台光路的控制与干涉条纹清晰度的把控。实验结果表明平台的调焦装置可以实现对条纹清晰度的控制,调相装置在0-30V电压下的调相范围为0-3.325π,相位调节精度可以达到1/40波长,并且在电压区间内调相的线性度良好,满足光学综合孔径中单个子孔径的相位调制要求。
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