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多功能的新型取样光栅设计与制作

【摘要】: 本论文围绕多功能取样光栅的设计和制作,进行理论分析和实验研究,主要包含以下内容: 首先介绍惯性约束核聚变(ICF)的研究意义和国际上取样光栅(BSG)的研究进展。然后根据目前取样光栅的使用情况,通过合理设置相关光学结构参数,设计满足光程补偿要求的取样光栅对结构。运用MATLAB遗传算法对两块光栅的八个记录位置变量进行优化以达到消像差的目的,并用光栅衍射波像差理论分析其成像质量。 在已设计的光栅对光学结构基础上,使用ZEMAX光学设计软件,以ZPL程序语言用分步优化的方法对光栅记录参数进行像差优化,这为消像差取样光栅对的设计提供了一种新途径。 实验中无法达到理论设计的微米量级记录数据精度,以实验可控制的毫米量级精度为基础,以光栅对使用结构对制作记录参数误差进行补偿,在理论上对补偿结果以及误差调节范围进行估算,同时给出误差补偿的实验调节方法。 最后,实验制作了小口径取样光栅,建立实验检测系统。对取样光栅对进行实验测量和理论对比分析。结果表明此光栅对光学结构能够达到消像差的目的,证明理论设计切实可行。

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