改进型Czerny-Turner成像光谱仪光学系统设计方法 被引量：30

1

作者 刘健鹏 唐义 +2 位作者 黄刚 张止戈 倪国强 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期234-240,共7页

像散是目前影响Czerny-Turner结构成像光谱仪空间分辨率最大的像差。首先引入柱面反射镜,利用光焦度衡量像散大小,推导出易于计算的像散校正公式,有效地校正了像散。给出准直镜到光栅距离的计算方法,有效校正了成像光谱仪边缘视场像差... 像散是目前影响Czerny-Turner结构成像光谱仪空间分辨率最大的像差。首先引入柱面反射镜,利用光焦度衡量像散大小,推导出易于计算的像散校正公式,有效地校正了像散。给出准直镜到光栅距离的计算方法,有效校正了成像光谱仪边缘视场像差。给出了成像光谱仪像面倾角的计算方法,实现了宽波段的像差校正。最终利用上述方法设计了一套用于115～200nm的改进型Czerny-Turner成像光谱仪,焦距f′=48mm,F数为5.0,全视场、全波段调制传递函数(MTF)在0.7以上。全波段光谱分辨率为0.22nm,像面大小为8mm×7mm。设计方法适用于多种结构要求的成像光谱仪。 展开更多

关键词 成像光谱仪 CZERNY Turner结构 柱面反射镜 远紫外

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大面积激光光幕靶有效靶区的建模分析及优化 被引量：6

2

作者 赵冬娥 潘广贞 王高 《华北工学院学报》 2000年第4期283-285,共3页

目的　研究大面积激光光幕靶有效靶区的光路结构合理性 .方法　对椭圆柱面反射镜及圆柱面反射镜分别进行了建模分析及优化 .结果　分析结果表明 ,两种模型都能满足大面积有效靶区及像差要求 ,且各有优势 .

关键词 大面积激光光幕靶 测速装置 有效靶区 椭圆柱面反射镜 圆柱面反射镜

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超光滑硅柱面反射镜的加工和检测 被引量：8

3

作者 孙侠菲 余景池 +1 位作者 丁泽钊 郭培基 《光学技术》 CAS CSCD 2001年第6期497-498,共2页

介绍了超光滑硅柱面反射镜的加工过程、工艺控制及检测方法。给出了由超光滑硅柱面反射镜组成的准直扩束系统的出射波面的检测结果。

关键词 超光滑 柱面反射镜 加工 检测

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柱面镜-光栅谐振腔模式与频率选择特性 被引量：3

4

作者 彭先兆 吴谨 万重怡 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第9期1189-1192,共4页

用福克李（ Ｆｏｃｋ Ｌｉ）的数值迭代法对柱面镜光栅谐振腔在中心波长为 １０．６ μｍ 处进行了理论分析，

关键词 光栅谐振腔 柱面镜 模式 频率选择特性 激光器

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单晶硅柱面反射镜离子束倾斜入射加工工艺优化 被引量：6

5

作者 宋辞 田野 +2 位作者 石峰 张坤 沈永祥 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第12期161-171,共11页

针对单晶硅柱面镜加工过程中面临的加工效率低、加工精度差以及表面质量难控等问题,提出采用离子束倾斜入射的方法来进行单晶硅柱面镜的加工工艺优化。通过建立离子束倾斜入射的去除函数理论模型,揭示去除效率同入射角度的关联规律;通... 针对单晶硅柱面镜加工过程中面临的加工效率低、加工精度差以及表面质量难控等问题,提出采用离子束倾斜入射的方法来进行单晶硅柱面镜的加工工艺优化。通过建立离子束倾斜入射的去除函数理论模型,揭示去除效率同入射角度的关联规律;通过分析离子束倾斜入射的微观形貌作用机理,揭示表面质量同入射角度的关联规律;综合优化去除效率和表面质量,获得倾斜入射的最佳入射角度,并建立基于离子束倾斜入射的新工艺路线。在一块尺寸为100 mm×100 mm的单晶硅凸柱面镜上采用新工艺路线进行加工实验,结果表明:在保证加工精度和表面质量的情况下,加工时间节约53.7%,验证了离子束倾斜入射加工的先进性。 展开更多

关键词 光学设计 离子束 倾斜入射 单晶硅 柱面镜 去除效率 表面质量

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线性菲涅耳聚光系统柱面反射镜的优化与聚光特性

6

作者 马军 刘潮 +3 位作者 刘芳 庞如帅 王熔基 王成龙 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期209-216,共8页

线性菲涅耳聚光系统采用柱面反射镜可提高聚光能力。本文提出一种柱面反射镜曲率半径的优化计算方法,建立了通用计算模型,详细分析了反射光线横向偏移的变化规律、系统瞬时光学效率和能流均匀性等。研究结果表明,柱面反射镜的最佳曲率... 线性菲涅耳聚光系统采用柱面反射镜可提高聚光能力。本文提出一种柱面反射镜曲率半径的优化计算方法,建立了通用计算模型,详细分析了反射光线横向偏移的变化规律、系统瞬时光学效率和能流均匀性等。研究结果表明,柱面反射镜的最佳曲率半径与其宽度几乎没有关联,只需要考虑其与镜场中心的距离和系统有效工作时太阳横向入射角即可得到最佳值。通用计算模型所得的结果与数值精确计算的结果非常接近,最大偏差为1.26%,平均偏差为0.38%。在考虑柱面反射镜型面误差、跟踪误差和曲率半径误差的情况下,当横向入射角大于45°时,系统瞬时光学效率保持在59.46%以上。在聚焦平面的较小范围(相对距离为-0.05~0.05)内,能流密度高且均匀性较好,适合布置光伏电池组件。 展开更多

关键词 光学设计 线性菲涅耳 柱面反射镜 光学性能 能流分布

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柱面镜旋转对整形光束远场焦斑的影响 被引量：5

7

作者 李卿 刘现魁 +2 位作者 任晓明 郭俊杰 郭建增 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第11期167-173,共7页

基于惠更斯-菲涅耳衍射理论进行数值计算,发现柱面望远镜整形系统的柱面镜旋转失调不仅会导致平行光束远场焦斑旋转倾斜,还会导致其在倾斜方向上出现拉长、离焦现象,该像差来源于柱面镜旋转导致的像散与离焦的叠加,上述结果说明远场焦... 基于惠更斯-菲涅耳衍射理论进行数值计算,发现柱面望远镜整形系统的柱面镜旋转失调不仅会导致平行光束远场焦斑旋转倾斜,还会导致其在倾斜方向上出现拉长、离焦现象,该像差来源于柱面镜旋转导致的像散与离焦的叠加,上述结果说明远场焦斑的离焦也可以出现在旋转失调的柱面镜整形系统中。此外,定量给出包含激光中心波长、整形光束尺寸、柱面镜间距、放大率的归一化相位系数与远场焦斑形态的相关关系,该系数可以用于评判柱面整形系统对柱面镜旋转失调的敏感度。最后搭建了相应的实验装置进行验证,实验结果与计算结果较好地吻合。 展开更多

关键词 光束整形 柱面镜 母线旋转 远场焦斑

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磁流变抛光非球柱面镜的新工艺 被引量：5

8

作者 罗斌 阎秋生 《金刚石与磨料磨具工程》 CAS 北大核心 2019年第2期64-71,共8页

高精密的柱面镜光学元件,不但要求其具有极低的表面粗糙度、无表面/亚表面损伤和低的残余应力等,而且需要保证其柱面母线的平行度与垂直度。通过分析传统磨研抛技术和计算机控制的光学表面成型技术(CCOS) 2种技术对柱面镜加工后的表面... 高精密的柱面镜光学元件,不但要求其具有极低的表面粗糙度、无表面/亚表面损伤和低的残余应力等,而且需要保证其柱面母线的平行度与垂直度。通过分析传统磨研抛技术和计算机控制的光学表面成型技术(CCOS) 2种技术对柱面镜加工后的表面粗糙度、面形精度和母线误差的影响,归纳2种加工方法的优缺点,针对现有加工方法存在的低效率、高粗糙度、表面/亚表面损伤等问题提出一种具有对称结构的非球柱面镜磁流变抛光新工艺,并通过时间参数实验验证了新工艺的可行性。该工艺降低了柱面镜的表面粗糙度,提高了面型精度,在抛光时间为40 min时,表面粗糙度R_a从1.84μm降低至0.36μm,局部面型精度RMS_1从1.91μm降低到0.24μm,母线截面面型精度RMS_2从4.1μm下降到0.68μm。 展开更多

关键词 柱面镜 磁流变抛光 表面粗糙度 面型精度

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轮廓仪在柱面镜检测中的应用 被引量：4

9

作者 程子清 袁顺山 《光学与光电技术》 2008年第3期67-71,共5页

目前柱面镜检测的主要方法是样板比较法和干涉法。样板法对球面、柱面样板均有较高要求,而干涉法也需合适的高要求的辅助镜,并且对环境要求较严格。提出了用轮廓仪配用合适工装检测柱面镜的方法,该方法简洁、直观、快速,对环境要求较低... 目前柱面镜检测的主要方法是样板比较法和干涉法。样板法对球面、柱面样板均有较高要求,而干涉法也需合适的高要求的辅助镜,并且对环境要求较严格。提出了用轮廓仪配用合适工装检测柱面镜的方法,该方法简洁、直观、快速,对环境要求较低。分析了该方法的检测误差,实验验证了分析的正确性,指出高精度轮廓仪在一定范围内能保证柱面镜的检测精度。这种方法不仅适用于零件的最终检测,也适用于加工过程中的检测。 展开更多

关键词 柱面镜 轮廓仪 检测 检测误差

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柱面反射式消像散Czerny-Turner光谱仪高分辨探测技术研究 被引量：3

10

作者 徐鹤轩 李书成 +1 位作者 邱丽荣 王允 《光学技术》 CAS CSCD 北大核心 2020年第3期330-335,共6页

传统Czerny-Turner光谱仪系统中,像散是影响光谱仪成像质量并限制其在分析领域中进一步应用的主要因素。针对这一问题,提出了柱面反射式消像散Czerny-Turner光谱仪高分辨探测技术。使用柱面反射镜校正系统像散,能够提高系统像质,在具有... 传统Czerny-Turner光谱仪系统中,像散是影响光谱仪成像质量并限制其在分析领域中进一步应用的主要因素。针对这一问题,提出了柱面反射式消像散Czerny-Turner光谱仪高分辨探测技术。使用柱面反射镜校正系统像散,能够提高系统像质,在具有良好工艺性的同时,保证宽波段C-T光谱仪的实际分辨力。实验证明,柱面反射式消像散C-T光谱仪的分辨力在400~800nm的探测范围内可以达到0.02 nm。该技术能够提高光谱仪的性能,为高分辨宽波段的光谱仪研制提供可行方法。 展开更多

关键词 光谱仪 Czerny-Turner 柱面反射镜 ZEMAX 像散校正

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方形波导激光器的反射耦合研究 被引量：2

11

作者 朱钧 陈钰清 王静环 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第1期34-38,共5页

针对方形波导激光器的反射耦合问题提出了一种采用柱面反射镜的新型耦合方式。应用衍射理论详细推导了柱面反射镜和球面反射镜对方形波导激光器的耦合效率。通过数值计算分别得到采用球面反射镜时,EH11模和EH21模的耦合效率对反射镜曲... 针对方形波导激光器的反射耦合问题提出了一种采用柱面反射镜的新型耦合方式。应用衍射理论详细推导了柱面反射镜和球面反射镜对方形波导激光器的耦合效率。通过数值计算分别得到采用球面反射镜时,EH11模和EH21模的耦合效率对反射镜曲率半径R的关系曲线,以及采用柱面反射镜时EH11模,EH21模和EH12模的耦合效率曲线。通过对比,得到波导口到反射镜距离d较小的时候,柱面反射镜对EH11模具有与球面反射镜接近的耦合效率。同时相对球面反射镜,柱面反射镜对EH21模和EH12模具有更强的抑制作用。在d较大时,相对球面反射镜柱面反射镜对EH21模的抑制作用将会变得更强,而对EH12模的抑制作用将会减弱。 展开更多

关键词 激光技术 反射耦合 衍射 波导激光器 正方形波导 柱面反射镜

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单晶硅柱面反射镜的加工与检测 被引量：1

12

作者 赵爽 付秀华 贾宗合 《长春理工大学学报（自然科学版）》 2013年第3期98-100,共3页

为了实现大尺寸柱面镜的高精度加工,解决这一领域面临的难题,对单晶硅柱面反射镜的加工和检测方法进行了深入的研究。本文采用古典工艺和现代工艺相结合的方法进行加工。首先,介绍了单晶硅柱面反射镜的加工过程,包括粗磨、细磨、抛光。... 为了实现大尺寸柱面镜的高精度加工,解决这一领域面临的难题,对单晶硅柱面反射镜的加工和检测方法进行了深入的研究。本文采用古典工艺和现代工艺相结合的方法进行加工。首先,介绍了单晶硅柱面反射镜的加工过程,包括粗磨、细磨、抛光。然后,在此基础上,对抛光盘的制作和抛光液的选择进行了详细的阐述。最后,使用轮廓仪和干涉仪进行面形检验,对面形误差进行了分析。实验结果表明,尺寸为300×150×50mm,半径为4000mm的平凹柱面镜,加工后实际半径为4028mm,面形误差P-V值为0.15μm,光洁度为Ⅲ级。各项数据均达到了图纸的精度,满足了光学元件的使用要求。 展开更多

关键词 柱面反射镜 加工 检测 面形误差 干涉仪

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eXTP望远镜用W/Si多层膜 被引量：1

13

作者 齐润泽 黄秋实 +2 位作者 杨洋 张众 王占山 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第11期2796-2802,共7页

针对增强型X射线时变与偏振探测卫星(eXTP)项目中嵌套式聚焦成像望远镜对柱面镜片上W/Si多层膜的要求,在掠入射角为0.5°,工作波段为1~30keV条件下,设计了非周期W/Si多层膜并优化了薄膜制备工艺。首先,利用分隔板和掩模板对溅射粒... 针对增强型X射线时变与偏振探测卫星(eXTP)项目中嵌套式聚焦成像望远镜对柱面镜片上W/Si多层膜的要求,在掠入射角为0.5°,工作波段为1~30keV条件下,设计了非周期W/Si多层膜并优化了薄膜制备工艺。首先,利用分隔板和掩模板对溅射粒子进行准直,同时优化了本底真空度和溅射工作气压,提升了薄膜的成膜质量;然后,通过调整分隔板间距和公转速率提升了在柱面基底上薄膜的沉积均匀性;最后,利用幂指数算法设计了非周期多层膜,并在北京同步辐射光源上进行了多能点反射率测试,得到了与理论设计基本吻合的测试结果。基于优化的制备工艺制备了周期数为80,周期为3.8nm和W膜层厚度占比为0.47的W/Si周期多层膜,其界面粗糙度仅为0.29nm,柱面镜薄膜厚度误差可控制在3%以内,基本满足了eXTP项目中嵌套式掠入射望远镜镜片用多层膜对于成膜质量、沉积厚度均匀性和能谱响应宽度的需求。 展开更多

关键词 eXTP项目 界面粗糙度 薄膜厚度均匀性 柱面镜 非周期多层膜

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新型光学吸收池的设计与数值模拟 被引量：1

14

作者 沈超 张玉钧 倪家正 《红外》 CAS 2013年第1期16-20,共5页

为解决传统光学吸收池无法同时满足高光斑密度要求和低制造成本要求的问题,根据传输矩阵理论,提出了一种基于球面镜和柱面镜组合的新型吸收池设计。通过数值计算模拟,分析了吸收池内光束传输次数与结构参数、镜面旋转以及出射光斜率之... 为解决传统光学吸收池无法同时满足高光斑密度要求和低制造成本要求的问题,根据传输矩阵理论,提出了一种基于球面镜和柱面镜组合的新型吸收池设计。通过数值计算模拟,分析了吸收池内光束传输次数与结构参数、镜面旋转以及出射光斜率之间的关系。结果表明球面镜和柱面镜组合具有较好的抗干扰性能。给出了一种基长为65 mm、光程长为10 m的吸收池设计例子。该吸收池干涉效应较小,所占体积仅为0.29 L,适用于吸收光谱学等应用。 展开更多

关键词 光学吸收池 柱面镜 多次反射 传输矩阵

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基于ELID精密镜面磨削技术的外圆精加工工艺

15

作者 关佳亮 陈玲 +1 位作者 张孝辉 刘益嘉 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第8期1133-1136,共4页

为了探究外圆精加工的新途径,采用在线电解修整(electrolytic in-process dressing,ELID)精密镜面磨削技术,对外圆进行ELID精密超精密磨削实验.鉴于许多典型难加工材料的平面精密加工和高效加工是通过ELID精密镜面磨削技术解决的,通过... 为了探究外圆精加工的新途径,采用在线电解修整(electrolytic in-process dressing,ELID)精密镜面磨削技术,对外圆进行ELID精密超精密磨削实验.鉴于许多典型难加工材料的平面精密加工和高效加工是通过ELID精密镜面磨削技术解决的,通过改装机床工艺设备、优化工艺参数,得到当砂轮线速度为20 m/s、磨削深度为10μm、电极间隙为0.3 mm、电压为10 V、电流为1 A、占空比为2/3时,已加工表面的表面粗糙度为0.025μm,外圆磨削状态最佳,加工工件的表面质量最优. 展开更多

关键词 ELID磨削 外圆 镜面加工

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基于柱面镜的太赫兹阵列探测器扫描成像实验研究

16

作者 蔡健 李亚茹 吴炎际 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2020年第2期224-228,共5页

设计了一套用于太赫兹阵列探测器扫描成像的光学系统,采用光学设计软件分别对柱面镜和聚焦透镜的面型进行了仿真,仿真结果表明,经过柱面镜后,点光源变成了线光源,线光源的宽度为1.4 cm。实验中,分别采用VDI单元探测器和中科院苏州纳米... 设计了一套用于太赫兹阵列探测器扫描成像的光学系统,采用光学设计软件分别对柱面镜和聚焦透镜的面型进行了仿真,仿真结果表明,经过柱面镜后,点光源变成了线光源,线光源的宽度为1.4 cm。实验中,分别采用VDI单元探测器和中科院苏州纳米所自主研发的场效应管阵列探测器对物体进行成像,其中VDI单元探测器成像效果较为清晰,阵列探测器的图像中存在一定的条纹,原因来源于探测器像元之间的耦合和串扰。本文采用柱面镜结合阵列探测器,提升了扫描成像的速度。 展开更多

关键词 柱面镜 阵列探测器 成像速度

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交叉柱面镜腔的研究 被引量：6

17

作者 吕百达 许世发 +1 位作者 胡玉芳 蔡邦维 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1992年第6期516-521,共6页

使用矩阵理论,对两个交叉成任意角度的柱面镜构成的谐振腔作了深入的理论研究.分析了这类光腔的稳定性、模式分布和腔内光束传输特性,并以数值计算例说明.对我们使用交叉柱面镜腔的钕玻璃板条激光器有关的实验结果作了报道和讨论.

关键词 矩阵光学 板条激光器 柱面镜腔

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基于平凸柱面镜的LIBS光束整形系统设计

18

作者 陈姿颖 李红莲 +2 位作者 殷啸林 方立德 李莹莹 《中国无机分析化学》 CAS 北大核心 2024年第2期247-254,共8页

为改善激光诱导击穿光谱(Laser-induced breakdown spectroscopy,LIBS)技术激光能量不均匀分布的问题,利用仿真软件对半径为12.5 mm的不同焦距型号的平凸柱面镜进行光路成像模拟,模拟显示满足激光器条件的最佳焦距为100 mm,在此基础上... 为改善激光诱导击穿光谱(Laser-induced breakdown spectroscopy,LIBS)技术激光能量不均匀分布的问题,利用仿真软件对半径为12.5 mm的不同焦距型号的平凸柱面镜进行光路成像模拟,模拟显示满足激光器条件的最佳焦距为100 mm,在此基础上搭建基于LIBS光束的整形系统。实验表明,相比于无平凸柱面镜整形,样品中锶元素的焦斑光强均方差系数平均降低了41.91%,焦斑光强峰谷比系数平均降低了41.27%,而能量均匀度平均提高了17.23%,拟合决定系数由0.860提高到了0.914。结果显示,使用平凸柱面镜可提高光束能量的均匀性,验证了平凸柱面镜是激光光束整形的一种有效方法。 展开更多

关键词 激光诱导击穿光谱 光束整形 平凸柱面镜 均匀性

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角锥棱镜和柱面镜的技术表述与检测 被引量：5

19

作者 徐德衍 《光学与光电技术》 2010年第4期10-13,共4页

针对近年来应用颇多的两种较特殊的光学元件一角锥棱镜和柱面(透)镜技术表述的不同形式,为使之逐渐趋于规范和统一,参照国外现行的一些技术要求以及国内公司几年来实施的具体事例,给出若干说明、建议、指标和数据处理方法,尤其推荐用光... 针对近年来应用颇多的两种较特殊的光学元件一角锥棱镜和柱面(透)镜技术表述的不同形式,为使之逐渐趋于规范和统一,参照国外现行的一些技术要求以及国内公司几年来实施的具体事例,给出若干说明、建议、指标和数据处理方法,尤其推荐用光束平行差的均方差来替代最大光束平行差的指标,是评定角锥棱镜技术特性中一项关键的新指标。 展开更多

关键词 角锥棱镜 光束平行差 两面角 柱面透镜

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干涉测量圆柱内表面的失调误差分析 被引量：4

20

作者 孙昊 韩森 +2 位作者 唐寿鸿 王芳 殷留留 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期173-180,共8页

通过菲佐型干涉系统、直角圆锥反射镜的一次性测量,可获得圆柱形光学元件整周的面形信息。为实现高精度的面形测量,实验装置的校准至关重要,但由于调整机构的缺陷导致圆锥反射镜和被测圆柱的空间方位难以确定,距离理想位置的任何位置偏... 通过菲佐型干涉系统、直角圆锥反射镜的一次性测量,可获得圆柱形光学元件整周的面形信息。为实现高精度的面形测量,实验装置的校准至关重要,但由于调整机构的缺陷导致圆锥反射镜和被测圆柱的空间方位难以确定,距离理想位置的任何位置偏差将给测量结果引入严重的测量误差。为去除该系统误差,要明确各种失调误差的形成原因,分析其对测量结果的影响。通过圆柱坐标系下数学模型的建立,推导出偏移误差和旋转误差的变化公式,并通过Matlab数值模拟和实际测量对其进行验证。结果表明,利用误差计算公式可以推导出失调误差系数,便于进一步的系统误差校正。 展开更多

关键词 测量 菲佐干涉测量 360°柱面 圆锥镜 失调误差

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