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基于MEMS技术的微自适应光学系统的建模及关键技术研究

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文摘

英文文摘

第一章. 绪论

1.1.自适应光学技术与系统

1.1.1.自适应光学技术的发展

1.1.2.自适应光学系统的组成与应用

1.2.微型自适应光学系统及其国内外研究发展现状

1.3.本文研究目的与研究内容

第二章. 自适应光学波前扰动理论

2.1.大气湍流统计理论

2.1.1.柯尔莫哥洛夫(Kolmogorov)湍流理论

2.1.2.其它湍流理论

2.2.光波在湍流大气中的传播理论

2.2.1.光波在单层湍流大气中的传播理论

2.2.2.光波在多层湍流大气中的传播理论

2.3.湍流对光学系统成像的影响——赛德尔(Seidel)像差

2.3.1.球差(Spherical Aberration)

2.3.2.彗差(Coma)

2.3.3.像散与场曲(Astigmatism and field curvature)

2.3.4.畸变(Distortion)

2.4.自适应光学系统的评价指标

2.5.本章小结

第三章. 微自适应光学系统的建模与仿真

3.1.光波波前传感技术

3.1.1.剪切干涉波前传感技术

3.1.2.曲率波前传感技术

3.1.3.哈特曼——夏克(Shack-Hartmann)波前传感技术

3.1.4.几种波前传感技术的比较

3.2.波前重构理论

3.2.1.区域法波前重构理论

3.2.2.模式法波前重构理论

3.2.3.两种波前重构理论的比较

3.3.微自适应光学系统波前重构建模与仿真

3.3.1. Zernike多项式的产生

3.3.2.大气湍流随机波前的产生

3.3.3.波前传感及波前重构算法仿真与分析

3.4.微变形镜波前校正仿真

3.5.本章小结

第四章. 基于MEMS技术的微变形镜的分析与设计

4.1.变形镜的性能指标及其分类与比较

4.1.1.传统变形镜

4.1.2.基于MEMS技术的微变形镜

4.2.增大分立式微变形镜有效冲程的方法研究

4.2.1.Snap-down现象及其影响

4.2.2.折变弹性梁的设计与分析

4.2.3.复合弹性梁的设计与分析

4.3.分立式微变形镜的工艺与版图设计

4.3.1.微变形镜的加工工艺

4.3.2.分立式微变形镜的工艺设计

4.3.3.分立式微变形镜的版图设计

4.4.本章小结

总结与展望

参考文献

研究生期间发表的论文:

参加科研项目情况:

致谢

西北工业大学学位论文知识产权声明书及西工业大学学位论文原创性声明

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摘要

本文针对基于MEMS技术的微型自适应光学系统的波前扰动理论、波前传感技术、波前重构理论以及微变形镜波前校正进行了建模与仿真,并对MEMS微变形镜的设计等一系列关键技术进行了研究,论文主要研究内容包括:1.研究了柯尔莫哥洛夫大气湍流统计模型.2.研究与比较了三种波前传感技术以及两种波前重构理论.3.针对基于MEMS技术的分立式微变形镜波长校正范围较窄的问题,设计了两种新型可变刚度的弹性梁,分析了其对分立式微变形镜的波长校正范围的影响.4.采用表面加工工艺对四种形式的分立式微变形镜进行了工艺和版图设计.

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