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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] W@dY:N} r_E)HL/A 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。 tlgvBRH> 3]es$ Jy [attachment=93349] Fd&!-`T? j]"xck 序 9 lJj/ 前言 ]/Qy1, 第1章 自由曲面光学超精密制造技术概述 XSjelA? 1.1 自由曲面光学的发展 6ya87H'e@ 1.2 自由曲面光学组件 1T,PC?vr{ 1.2.1 自由曲面光学组件的类型 X",0VO 1.2.2 自由曲面光学组件在光电系统设计中的应用 rI+w1';C1 1.2.3 自由曲面光学组件的重要特征 ?(8%SPRk 1.2.4 自由曲面光学组件的加工工艺特征 ld}$Tsy0 1.3 自由曲面光学的特殊光学性能及应用前景 {taVAcb 1.3.1 特殊光学性能 yKEFne8^ 1.3.2 应用前景 otD?J= B 1.4 超精密加工技术的发展 yWi0tE{ 1.5 自由曲面光学组件的制造过程 lY*]&8/= 1.5.1 光学产品设计及评估 ]\,uF8gg) 1.5.1.1 光学系统应用研究 T}Vpy` 1.5.1.2 光学系统优化设计 ZCFf@2&z8 1.5.1.3 光学透镜原型试制 A=d$ir
K[ 1.5.1.4 光学组件原型检测与光学质量评估 kseJm+Hc 1.5.2 实际生产光学组件及产品光学质量评估 "IS^ajaq 1.5.3 利用计算机进行数字化设计与制造的探讨 6oh@$.ThG 1.5.3.1 光学系统数学原型的构成 Y*cJ4hQ 1.5.3.2 光学成像质量的数字化检测 `Uj?PcS_ 参考文献 I''R\Bp yL
x .#kx6 第2章 自由曲面光学设计 hdJwNmEA> 2.1 自由曲面光学设计概述 bH&)rn 2.2 非球面光学成像系统的设计 q,+kPhHEgy 2.2.1 光学成像系统的基本结构 xTFrrmxOf 2.2.2 非球面的定义 ~uR6z//% 2.2.3 非球面空间光线的追迹 (2bZ] 2.2.4 非球面的初级像差 _<RR` 2.3 自由曲面光学系统的设计 &_/%2qs 2.3.1 自由曲面光学组件的特征与数学表达式 3u0<v%Qi 2.3.2 自由曲面光学组件的光线追迹 5YI/Ec 2.3.2.1 贝塞尔裁剪法
uV}WSoq[ 2.3.2.2 光线.有理贝塞尔曲面的相交 [7Lxt 2.3.2.3 NURBS曲面的光线追迹 (S)E|;f%C 2.4 光学系统的优化 1~5q:X 2.4.1 评价函数 wEnuUC4j 2.4.1.1 由几何像差构成的评价函数 ~/jxB)t 2.4.1.2 由点列图构成的评价函数 b}Hl$V(uD 2.4.1.3 由波差构成的评价函数 Jp3di&x 2.4.1.4 由光学传递函数构成的评价函数 +}1hU
:qW 2.4.2 最小二乘法 h>Uid
&:? 2.4.2.1 概述 q
X%vRf0 2.4.2.2 阻尼最小二乘法 jXY;V3l 2.4.3 基因算法 C7 ]DJn 2.5 光学系统的像质评定 "4ozlWx 2.5.1 瑞利判据 YP#AB]2\} 2.5.2 点列图法 |[owNV> 2.5.3 光学传递函数法 Yl&tkSw46 2.6 自由曲面成像系统设计思路 H8-D'q>R 2.7 照明系统设计基础 {#1j" 2.7.1 辐射度学中的量 _m7U-;G 2.7.2 亮度学中的量 }x?H ~QQT 2.7.3 辐射度学与亮度学中量的对应关系 |v$%V#Bo 参考文献 :\+{;;a@ ~i }+P71
第3章 超精密加工技术 }>;ht5/i/ 3.1 超精密加工机床的关键技术 YF! &*6m 3.1.1 超精密主轴部件 UGmuX:@y76 3.1.2 机床床身布局与精密导轨部件 juCG?}di; 3.1.2.1 超精密加工机床的布局 uqa4&2(I=j 3.1.2.2 床身和导轨材料的选用 iL0jpa<} 3.1.2.3 导轨形式的选用 LGo2^Xx 3.1.3 高精密度的进给驱动系统- t$H':l0 3.1.4 机床运动部件位移的纳米量级激光在线检测系统 @Xve qUUU 3.1.5 超精密加工机床的数控技术 j(%gMVu 3.1.6 机床隔振及环境控制系统 T1(j l) 3.2 单点超精密切削技术 fys5-1@-p 3.2.1 两轴超精密加工机床 v;fJM5PA 3.2.1.1 两轴超精密加工机床Nanofom200 nrTv=*tDj 3.2.1.2 大型两轴超精密加工机床 4FIV 3.2.2 单点金刚石超精密切削原理 ;v,9v;T 3.2.3 金刚石切削刀具的特性 jB%"AvIX 3.2.4 切削参数对加工表面质量的影响 /i{tS`[F2a 3.2.4.1 刀具几何参数对加工表面质量的影响 i5
L:L 3.2.4.2 切削用量参数对加工表面质量的影响 H~[LJ5x 3.2.5 非球面超精密加工及误差补偿技术 aJ6#=G61l 3.2.5.1 非球面透镜的加工技术 dNUR)X#e 3.2.5.2 非球面工件的误差补偿 Bn~\HW\Lh 3.3 光学自由曲面超精密加工技术 .Na&I)udX. 3.3.1 光学自由曲面加工原理 Q(IJD4 3.3.2 大型五轴超精密加工中心 ShWHHU(QQ 3.3.3 切削加工工艺参数对加工表面质量的影响 selP=Q! 3.3.4 自由曲面加工刀具轨迹生成系统 <AI>8j6#B 3.3.4.1 自由曲面数学表示方法
w.J%qWJq 3.3.4.2 光学自由曲面飞刀加工的刀位轨迹算法 !Tn0M; 3.3.4.3 自动数控编程及其刀具轨迹仿真软件 (]3ERPn#y 3.3.5 光学微透镜阵列的超精密加工 HQ^9[HN. 3.3.5.1 FTS的结构特点与加工原理 QFW0KD`5 3.3.5.2 FTS加工非轴对称光学自由曲面过程 _{6,.TN 3.3.5.3 FTS加工光学微透镜阵列过程 :cc[Jco@w 3.3.6 光学微沟槽的超精密加工 =5y`(0 I`U 3.3.7 光学设计与制造一体化系统 lo+xo;Nd 3.4 超精密抛光自由曲面光学表面生成 0).fBBNG 3.4.1 自由曲面抛光 y$IaXr5L 3.4.2 超精密抛光自由曲面 (TEo_BW|+ 3.4.3 抛光策略建模与优化 F8{ldzh 3.4.4 试验研究 M!N`
Orz 3.4.4.1 A部分试验:抛光去除表面刀痕的效果 !}>eo2$r^ 3.4.4.2 B部分试验:抛光策略对表面生成的影响 ";PG%_( 参考文献 8To7c :O9P(X* 第4章 光学自由曲面超精密测量技术 >vlQ|/C 4.1 概述 t|;%DA)fjw 4.2 光学曲面形状与表面粗糙度测量技术 2X|CuL{] 4.2.1 接触式激光干涉形貌测量法 H1`
rM^,%A 4.2.2 非接触式激光干涉形貌测量法 8#+`9GI 4.2.3 超高精度原子力测量三维轮廓仪法 2BHKS-J* 4.2.4 超精密3D坐标测量机 JAc@S20v\ 4.3 光学自由曲面形状测量原理 IWAj Mwo 4.3.1 形状评定的数学模型 p QluGIX0V 4.3.1.1 基准曲面的重构 &&X$d!V 4.3.1.2 测量面与基准面的匹配 \Y*!f|=of 4.3.2 形状误差评定参数 "@.Z#d|Y 4.3.3 形状误差评定的仿真、试验分析 `$J'UXtGc 4.3.3.1 仿真分析 It%T7
X# 4.3.3.2 试验分析 0/ut:RV0 4.4 基于曲面固有属性的自由曲面面形评定方法 l<:`~\# 4.4.1 表面数据采样策略及曲面重构指标 <O ;&qT*b 4.4.1.1 测量规划和采样策略 8)N0S% B 4.4.1.2 曲面重构和平滑指标 o
g_Ri$x8 4.4.2 超精密自由曲面通用评定方法的开发 lZ}P{d'f. 4.4.3 试验验证及结果 43KaL( 4.4.3.1 非球面表面评定 Ll,I-BQ9 4.4.3.2 微透镜阵列表面评定 T`uDlo 4.4.3.3 结果讨论与未来工作 #`/bQ~s 4.5 光学自由曲面表面粗糙度测量原理 avlqDi1l 4.5.1 光学表面形貌测量 /x$}D=(CZ 4.5.1.1 多项式拟合法 x@htx? 4.5.1.2 滤波法 PmHd9^C 4.5.1.3 Motif法 -:MmSeG7gO 4.5.1.4 分形法 +|6`E3j% 4.5.2 稳健高斯滤波的数学模型 &9RH}zv6 4.5.3 稳健高斯滤波算法的仿真分析及试验验证 zei6S 4.5.3.1 仿真分析 ^Sw2xT$p{j 4.5.3.2 试验验证 )&>L !,z 4.6 光学自由曲面三维形貌测量系统软件 yKYl@&H/% 4.7 光学自由曲面面形与表面粗糙度测量实例 L/ ~D<V 参考文献 k=e`*LB\ 47KNT7C 第5章 超精密加工过程仿真及优化 {t&*>ma6) 5.1 材致振动 byafb+x 5.1.1 材致振动的概念 yx2z%E 5.1.2 微量切削力预测 f_rp<R>Uu 5.1.3 动态切削系统模型 ((qGh>* 5.2 表面粗糙度预测 " rsSW3_ 5.3 加工过程仿真工件模型 xpAok] 5.3.1 工件模型 M;qBDT~) 5.3.2 仿真数据记录 `g--QR 5.3.3 刀具模型 WVOoHH 5.3.3.1 刀具模型描述 Yr=8!iR$ 5.3.3.2 刀具轮廓描述 *#zS^b n 5.3.3.3 刀具扫描体简化 opXDm\ 5.3.4 车削加工过程仿真 "mR*7o$| 5.4 虚拟加工和检测系统 h(nj,X+ 5.4.1 VMIS体系结构 Y3k[~A7X 5.4.2 虚拟现实环境 Hte[TRbM 5.4.3 加工系统设备建模方法 `%Q&</X 5.4.3.1 虚拟机床 :5jexz."M 5.4.3.2 虚拟测量机 TKo<~? 5.4.3.3 虚拟刀具 33 :@* 5.4.3.4 虚拟夹具 r_^)1w 5.4.4 虚拟加工模块 W2hA-1 5.4.4.1 刀具工件相对位置计算子系统 K3L"^a 5.4.4.2 加工仿真子系统 +pz}4M` 5.4.5 虚拟检测模块 ~ltg 5.5 切削参数的优化选择 uaaf9SL? 5.6 误差补偿 ;g+]klR! 5.6.1 对刀误差预测与补偿 J1X~vQAe 5.6.2 机床几何误差补偿 Z5$fE7ba+ 参考文献 DHv2&zH *GJ:+U&m[ 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. q*bt4,D&Es 6.1 概述 -%,"iaO 6.2 集成制造系统 w^Ag]HZN 6.2.1 光学设计模组 QD$Gw-U-l= 6.2.2 数据转换模组 hO
\/ 6.2.3 加工过程仿真与优化模组 +Ofa#^5);K 6.2.3.1 光学自由曲面自动编程及刀具轨迹仿真软件开发 5$%XvM 6.2.3.2 加工过程仿真、精度预报、误差补偿及策略优化 u h)o 6.2.4 自由曲面测量与评估模组 H:Y&OZ 6.2.4.1 连续自由曲面误差评定算法
JRY_nX 6.2.4.2 结构型自由曲面误差评定算法 FY4 T(4# 6.3 成功应用案例- G>K@AW# 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 e>AXXUEf 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 pawl|Z'Ez 参考文献 @PX\{6&
nxfoWy 第7章 自由曲面光学设计实例 Bd#
TUy 7.1 非球面成像系统 < | |