基于體散斑相位恢復(fù)的曲率半徑測量技術(shù)研究.pdf

1、透鏡作為最基本和最重要的光學(xué)元件之一，已被廣泛的應(yīng)用于光學(xué)及其相關(guān)領(lǐng)域。作為透鏡重要參數(shù)之一，曲率半徑對透鏡的成像、位相變換等性能均有很大的影響。然而，曲率半徑的測量一直是光學(xué)測量領(lǐng)域的難點。目前存在的曲率半徑測量方法種類繁多，其測量原理也不盡相同，但是隨著高新技術(shù)的發(fā)展，人們更注重于尋求實驗裝置簡單、成本低、抗環(huán)境干擾能力強(qiáng)的曲率半徑測量方法。
　　 本文提出了一種結(jié)構(gòu)簡單、成本低、抗干擾能力強(qiáng)的曲率半徑測量方法，即基于體散斑

2、相位恢復(fù)的曲率半徑測量方法。該方法利用隨機(jī)幅度掩膜板調(diào)制經(jīng)被測透鏡透射的理想激光的波前以獲得任意體散斑場，進(jìn)而通過記錄系列同軸散斑強(qiáng)度場分布，并基于瑞利一索莫菲衍射傳播理論的相位恢復(fù)算法獲得被測透鏡的相位分布，進(jìn)而獲得被測透鏡的曲率半徑。
　　 本文的具體研究內(nèi)容和工作如下：
　　 首先，在分析光波傳播理論的基礎(chǔ)上，確定使用瑞利-索莫菲衍射，并推導(dǎo)出其卷積形式和離散形式，為相位恢復(fù)測量提供了依據(jù)，便于后續(xù)仿真工作的進(jìn)行。

3、
　　 其次，討論了比較經(jīng)典的幾種相位恢復(fù)算法。針對目前相位恢復(fù)方法的缺點和不足之處，引出了體散斑相位恢復(fù)方法。然后通過仿真對體散斑相位恢復(fù)算法進(jìn)行了深入分析，給出了具體的算法原理和流程圖，研究了散斑記錄強(qiáng)度次數(shù)、迭代次數(shù)、初始相位和散斑大小等參數(shù)對算法的影響，并用誤差均方差之和(SSE)對其收斂性作了評價。大約在使用20次記錄強(qiáng)度和13-15次迭代后，誤差約為0.6％。
　　 再次，搭建了曲率半徑測量的實驗平臺，給出了