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2019-05-18 18:13 |
超精密自由曲面光学设计、加工及测量技术
超精密自由曲面光学设计、加工及测量技术 [Design,Machining and Measurement Technologies of Ultra-Precision Freeform Optics] s[*I210 na/,1iI< 学自由曲面的设计、加工及测量技术是一门新兴的学科。《超精密自由曲面光学设计、加工及测量技术》系统介绍了自由曲面光学组件设计、加工、测量的基本理论、最新发展及应用实例,还总结了作者多年从事超精密加工技术研究的成果和经验。全书共分7章,包括自由曲面光学超精密制造技术概述、自由曲面光学设计、超精密加工技术、光学自由曲面超精密测量技术、超精密加工过程仿真及优化、自由曲面光学组件设计、加工及面形测量集成制造技术平台及自由曲面光学设计实例。《超精密自由曲面光学设计、加工及测量技术》可供光学设计及超精密加工的研究人员、相关企业的技术人员与决策者参考,也可作为高等学校相关专业研究生的参考教材。 XOY\NMo jAFJ?L( [attachment=93349] M<)Vtn `MMZR=LA 序 .V^h< d{ 前言 kL}*,8s{ 第1章 自由曲面光学超精密制造技术概述 zL:k(7E 1.1 自由曲面光学的发展 k*T&>$k}^ 1.2 自由曲面光学组件 1w?DSHe 1.2.1 自由曲面光学组件的类型 iHOvCrp+X 1.2.2 自由曲面光学组件在光电系统设计中的应用 ,6\oT;G 1.2.3 自由曲面光学组件的重要特征 62xAS#\K> 1.2.4 自由曲面光学组件的加工工艺特征 'P >h2^z 1.3 自由曲面光学的特殊光学性能及应用前景 h6gtO$A|p= 1.3.1 特殊光学性能 `X wKCI 1.3.2 应用前景 O$&4{h` 1.4 超精密加工技术的发展 u&Y1,:hiL 1.5 自由曲面光学组件的制造过程 ZP7wS 1.5.1 光学产品设计及评估 {[FJkP2l 1.5.1.1 光学系统应用研究 7y>{Y$n 1.5.1.2 光学系统优化设计 T+<OlXpL 1.5.1.3 光学透镜原型试制 ZltY_5l 1.5.1.4 光学组件原型检测与光学质量评估 |G>Lud 1.5.2 实际生产光学组件及产品光学质量评估 6?jSe<4x 1.5.3 利用计算机进行数字化设计与制造的探讨 y
+c 3# 1.5.3.1 光学系统数学原型的构成 cX-)]D 1.5.3.2 光学成像质量的数字化检测 `lq[6[n 参考文献 X=b]Whuv u*H
V 第2章 自由曲面光学设计 c:z<8#A} 2.1 自由曲面光学设计概述 *}`D2_uP 2.2 非球面光学成像系统的设计 QW"BGg~6c 2.2.1 光学成像系统的基本结构 Ja6PX P]' 2.2.2 非球面的定义 k;y5nXIlN 2.2.3 非球面空间光线的追迹 ?t];GNU`l 2.2.4 非球面的初级像差 c`G~.paY| 2.3 自由曲面光学系统的设计 -qndBS 2.3.1 自由曲面光学组件的特征与数学表达式 n<>/X_m 2.3.2 自由曲面光学组件的光线追迹 Q" an6ht| 2.3.2.1 贝塞尔裁剪法 ~f>km|Q{u 2.3.2.2 光线.有理贝塞尔曲面的相交 g JMv 2.3.2.3 NURBS曲面的光线追迹 @8GW?R 2.4 光学系统的优化 ns1@=f cO 2.4.1 评价函数 4wQ>HrS)( 2.4.1.1 由几何像差构成的评价函数 '@+a]kCMev 2.4.1.2 由点列图构成的评价函数 8a4&}^| 2.4.1.3 由波差构成的评价函数 o5 eFLJ6 2.4.1.4 由光学传递函数构成的评价函数 e!~x-P5M` 2.4.2 最小二乘法 (|<.7K N 2.4.2.1 概述 $3MYr5
2.4.2.2 阻尼最小二乘法 UK xeN[fv 2.4.3 基因算法 %phv <AW 2.5 光学系统的像质评定 ;X3bgA'] 2.5.1 瑞利判据 BPzlt 2.5.2 点列图法 ?rgk 2.5.3 光学传递函数法 BAS3&f A 2.6 自由曲面成像系统设计思路 (*2kM| 2.7 照明系统设计基础 L>EC^2\ 2.7.1 辐射度学中的量 ~'l.g^p bv 2.7.2 亮度学中的量 *6e 5T 2.7.3 辐射度学与亮度学中量的对应关系 \;smH;m 参考文献 +b]+5! *aF<#m v 第3章 超精密加工技术 6+[7UH~pm^ 3.1 超精密加工机床的关键技术 9>"To 3.1.1 超精密主轴部件 KzC`*U[
3.1.2 机床床身布局与精密导轨部件 mT2Fn8yC1 3.1.2.1 超精密加工机床的布局 UF00K1dbz 3.1.2.2 床身和导轨材料的选用 _:tisr{ 3.1.2.3 导轨形式的选用 z2lEHa?w 3.1.3 高精密度的进给驱动系统- J<{@D9r9<~ 3.1.4 机床运动部件位移的纳米量级激光在线检测系统 |F 18j9 3.1.5 超精密加工机床的数控技术 yr
/p3ys 3.1.6 机床隔振及环境控制系统 isP4*g&%x 3.2 单点超精密切削技术 fX HNm$"n 3.2.1 两轴超精密加工机床 Vi~F
Q 3.2.1.1 两轴超精密加工机床Nanofom200 {
+%S{=j 3.2.1.2 大型两轴超精密加工机床 ?g$dz?^CK& 3.2.2 单点金刚石超精密切削原理 V0h 3.2.3 金刚石切削刀具的特性 $fE$j { 3.2.4 切削参数对加工表面质量的影响 L@{5:#- 3.2.4.1 刀具几何参数对加工表面质量的影响 )'RLK4l 3.2.4.2 切削用量参数对加工表面质量的影响 ?*Kewj 3.2.5 非球面超精密加工及误差补偿技术 3Yd)Fm 3.2.5.1 非球面透镜的加工技术 T?+xx^wYk 3.2.5.2 非球面工件的误差补偿 huau(s0um 3.3 光学自由曲面超精密加工技术 f}'E|:Z 7k 3.3.1 光学自由曲面加工原理 q)uq?sZe 3.3.2 大型五轴超精密加工中心 F_$ K+6 3.3.3 切削加工工艺参数对加工表面质量的影响 l%^'K%'b 3.3.4 自由曲面加工刀具轨迹生成系统 o|nj2 . 3.3.4.1 自由曲面数学表示方法 7='M&Za 3.3.4.2 光学自由曲面飞刀加工的刀位轨迹算法 v?\bvg\E 3.3.4.3 自动数控编程及其刀具轨迹仿真软件 )up!W4h6o 3.3.5 光学微透镜阵列的超精密加工 ;,y9 3.3.5.1 FTS的结构特点与加工原理 24Y~x`W 3.3.5.2 FTS加工非轴对称光学自由曲面过程 av1*i3 3.3.5.3 FTS加工光学微透镜阵列过程 l*]L=rC 3.3.6 光学微沟槽的超精密加工 j_?U6$xi 3.3.7 光学设计与制造一体化系统 Y24:D7Q 3.4 超精密抛光自由曲面光学表面生成 MOFIR
wVZ+ 3.4.1 自由曲面抛光 10JxfDceD 3.4.2 超精密抛光自由曲面 )h~MIpWR 3.4.3 抛光策略建模与优化 5s>$ 3.4.4 试验研究 m.MOn3n] 3.4.4.1 A部分试验:抛光去除表面刀痕的效果 JeJc(e 3.4.4.2 B部分试验:抛光策略对表面生成的影响 uE>2*u\ 参考文献 RkN a;j)t 1@H3!V4 第4章 光学自由曲面超精密测量技术 $b#"Rv 4.1 概述 ".qh]RVjV 4.2 光学曲面形状与表面粗糙度测量技术 qPpC )6-Q 4.2.1 接触式激光干涉形貌测量法 1X/
q7lR 4.2.2 非接触式激光干涉形貌测量法 ti'a^( 4.2.3 超高精度原子力测量三维轮廓仪法 ;fhFv&`mE 4.2.4 超精密3D坐标测量机 $+sNjwv^F 4.3 光学自由曲面形状测量原理 @fp(uu 4.3.1 形状评定的数学模型 ejwFQ'wTx 4.3.1.1 基准曲面的重构 gUCv#: 4.3.1.2 测量面与基准面的匹配 Gt[!q\^? 4.3.2 形状误差评定参数 i+&*W{Re 4.3.3 形状误差评定的仿真、试验分析 74%,v| 4.3.3.1 仿真分析 J%3%l5/ 4.3.3.2 试验分析 x~}RL-Y2o 4.4 基于曲面固有属性的自由曲面面形评定方法 #`/KF_a3\> 4.4.1 表面数据采样策略及曲面重构指标 MOyQ4<_ 4.4.1.1 测量规划和采样策略
_tN"<9v. 4.4.1.2 曲面重构和平滑指标 K ^1bR(a 4.4.2 超精密自由曲面通用评定方法的开发 ~)}npS; 4.4.3 试验验证及结果 -lyT8qZ:( 4.4.3.1 非球面表面评定 38%]GQ 4.4.3.2 微透镜阵列表面评定 ~l-Q0wg 4.4.3.3 结果讨论与未来工作 RaAi9b[/S 4.5 光学自由曲面表面粗糙度测量原理 Fk>/ 4.5.1 光学表面形貌测量 jd=k[Yqr 4.5.1.1 多项式拟合法 q]tPsX5{* 4.5.1.2 滤波法 `7Ni bZX0 4.5.1.3 Motif法 LZyUlz 4.5.1.4 分形法 V2%FWo| 4.5.2 稳健高斯滤波的数学模型 :t]YPt 4.5.3 稳健高斯滤波算法的仿真分析及试验验证 j ij:}.d6 4.5.3.1 仿真分析 &@A(8(% 4.5.3.2 试验验证 5 %q26& 4.6 光学自由曲面三维形貌测量系统软件 }}Eko7'^ 4.7 光学自由曲面面形与表面粗糙度测量实例 G7`7e@{ 参考文献 6d,jR[JP V$-IRdb 第5章 超精密加工过程仿真及优化 &`<j!xlG 5.1 材致振动 .8l\;/o| 5.1.1 材致振动的概念 G6Z2[Ej1 5.1.2 微量切削力预测 ?K{CjwE.M 5.1.3 动态切削系统模型 T<DQi 5.2 表面粗糙度预测 y-{^L`%Mk 5.3 加工过程仿真工件模型 vKDRjrF- 5.3.1 工件模型 @Wy>4B^ 5.3.2 仿真数据记录 on+
c*# 5.3.3 刀具模型 }V?SedsY 5.3.3.1 刀具模型描述 ;&P%A<[` 5.3.3.2 刀具轮廓描述 $ W(m 5.3.3.3 刀具扫描体简化 S[{#AX=0 5.3.4 车削加工过程仿真 N/Z3 EF_ 5.4 虚拟加工和检测系统 p}!rPd* 5.4.1 VMIS体系结构 ;58l_ue 5.4.2 虚拟现实环境 d> `9!) 5.4.3 加工系统设备建模方法 Ip(
IGR" 5.4.3.1 虚拟机床 Sq}hx 5.4.3.2 虚拟测量机 v'S}&zmF] 5.4.3.3 虚拟刀具 t*82^KDU 5.4.3.4 虚拟夹具 LqPn$rZ|$ 5.4.4 虚拟加工模块 93[c^sc9*a 5.4.4.1 刀具工件相对位置计算子系统 '
V;cA$ $ 5.4.4.2 加工仿真子系统 +o!".Hp 5.4.5 虚拟检测模块 7Xm pq&g 5.5 切削参数的优化选择 ykxjT@[ 5.6 误差补偿 GrW+P[j9 5.6.1 对刀误差预测与补偿 ^/2n[orl5 5.6.2 机床几何误差补偿 ~9p*zC3M 参考文献 r~z-l, E:f0NV3"1 第6章 自由曲面光学组件设计、加工及面形测量集成制造技术平台. Zk)]=<H 6.1 概述 Gb<)U[Hfd 6.2 集成制造系统 b"t!nfgo 6.2.1 光学设计模组 Ja|! fT 6.2.2 数据转换模组 hJ>{`Tw 6.2.3 加工过程仿真与优化模组 R>To
L 6.2.3.1 光学自由曲面自动编程及刀具轨迹仿真软件开发 T#Qn\8 6.2.3.2 加工过程仿真、精度预报、误差补偿及策略优化 ,g#=pdX; 6.2.4 自由曲面测量与评估模组 jnYFA[Ab 6.2.4.1 连续自由曲面误差评定算法 Ix^xL+Tm 6.2.4.2 结构型自由曲面误差评定算法 LXG,IG 6.3 成功应用案例- /,f*IdB 6.3.1 案例1:用于激光打印机的关键f-0透镜型芯零部件 +eZR._&0 6.3.2 案例2:用于手机等微透镜阵列背光板的光学微结构 !%_Z>a 参考文献 H ZIJKk( ync2X{9D 第7章 自由曲面光学设计实例 =K =FzV'_~ 7.1 非球面成像系统
mrX3/e 7.1.1 非球面在校正与孔径有关的各区带高级球差上的应用 l!<Nw8+U 7.1.2 非球面在校正与视场有关的像差上的应用 ^TJn&k 7.2 自由曲面成像系统 bBc<yaN 7.2.1 奥林巴斯自由曲面手机摄像镜头 G@oY2sM" 7.2.2 自由曲面f-0透镜激光扫描系统 h-=3b ?7.2.3 渐进式自由曲面老花眼镜的设计 *T*=~Y4kE 7.2.3.1 单光眼镜(单焦点眼镜) @H"~/ m_o 7.2.3.2 双光眼镜(双焦点眼镜) 3 ~0Z.!O 7.2.3.3 三光眼镜 cXFNX< 7.2.3.4 渐进眼镜(多焦点眼镜) KtU I(*$` 7.2.4 二元光学目镜 ^1BQejD 7.2.5 三角棱镜指纹仪镜头 ``)ys^V 7.2.6 多棱镜一 G,e>dp_cPu 7.2.6.1 视频镜头照相物镜设计
xN:ih*+,v 7.2.6.2 双影镜设计 ns9iTU) 7.2.6.3 柱面镜设计 P&V,x`<Z 7.2.6.4 多棱镜设计 p3`'i 7.2.6.5 蜂窝棱镜设计 :[m;#b 7.2.7 光电鼠标的光学系统设计 XL>cTM 7.3 自由曲面照明系统 x'{L %c>L 7.3.1 LED准直内透镜 _{)e\n 7.3.2 LED准直外透镜 ^rMkCA@;TZ 7.3.3 LED均匀照明二次光学器件
`@b+'L 7.3.4 侧面发光LED内透镜 bX:Y5o49
7.3.5 侧面发光LED外透镜 k, & | |