用平凸透镜系统制作大口径光栅的理论与实验研究

论文摘要

本文围绕着大口径小像差脉冲压缩光栅的制作展开了理论和实验研究，主要包括以下几个方面：首先介绍了研究惯性约束核聚变(ICF)的意义和国际上脉冲压缩光栅((PCG)的研究状况。从光栅的衍射波像差入手分析了其与两点光源的调节偏差的关系；用最小二乘法进行拟合得出各类初级像差项的系数，研究了各系数与调节偏差的关系；并分析了系统焦比对衍射波像差的影响。介绍了标准光栅的制作方法，对目前实验条件下制作的光栅的像差进行了计算。并分析了以此光栅作为标准光栅并用莫尔条纹法调节光路时，标准光栅对所制作光栅的衍射波像差的影响。由于实验时各调节量都不是严格的准确，研究了两点光源及两透镜的各种调节偏差所导致的莫尔条纹的变形规律，并分析了标准光栅放置的各种偏差对莫尔条纹与衍射波像差的影响。分析了由于两透镜的中心高度不一致及两支光路光轴交点不在光栅面上这两种典型偏差所产生的像差的特点，经研究得出其补偿规律；提出了莫尔条纹法调节平凸透镜干涉光路的调节工艺；并以此工艺步骤调节光路做出达到项目要求的光栅。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 引言
• 1.1 研究惯性约束核聚变的意义
• 1.2 国际上脉冲压缩光栅的研究进展
• 1.3 论文的研究工作
• 第二章 用平凸透镜制作的光栅的像差分析
• 2.1 空间光线追迹原理
• 2.2 用对称平凸透镜系统制作光栅的基本原理
• 2.3 像差分析
• 2.3.1 相对调节误差和绝对调节误差与衍射波像差的关系
• 2.3.2 初级像差
• 2.3.3 点光源调节偏差一致时的衍射波像差
• 2.3.4 小结
• 第三章 用莫尔条纹法调节光路的原理
• 3.1 条纹的形成
• 3.2 标准光栅的制作
• 3.3 系统精度特性分析
• 第四章 莫尔条纹的特点
• 4.1 莫尔条纹与透镜调节偏差的关系
• 4.1.1 相对调节误差和绝对调节误差
• 4.1.2 莫尔条纹与透镜平面中心点的偏差的关系
• 4.1.3 透镜放置角度偏差的影响
• 4.2 标准光栅面放置不当的影响
• 4.3 光点不重合的影响
• 4.3.1 相对调节误差和绝对调节误差
• 4.3.2 y方向光点偏差的影响
• 4.3.3 z方向光点偏差的影响
• 4.4 小结
• 第五章 制作光栅时的光路调节工艺
• 5.1 莫尔条纹取向和周期控制
• 5.2 光路调节中的各种补偿
• 5.2.1 两透镜中心高度不一致时的补偿
• 5.2.2 两透镜的光轴的交点不在在光栅面上时的补偿
• 5.3 实验结果
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的论文
• 致谢
• 详细摘要