【摘 要】
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该文首先从径向变折射率透镜成像的工作机理入手,分析了径向变折射率透镜的光线传输理论、成像特性、薄透镜等效模型、传递函数、有效半径和有效数值孔径,特别是利用傅立叶光
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该文首先从径向变折射率透镜成像的工作机理入手,分析了径向变折射率透镜的光线传输理论、成像特性、薄透镜等效模型、传递函数、有效半径和有效数值孔径,特别是利用傅立叶光学方法分析了径向变折射率透镜的成像特性,从而为基于径向变折射率光学的共焦传感模型的建立奠定了必要的基础.该文提出了基于径向变折射率光学的共焦传感技术,该技术将共焦原理的高分辨力特性与径向变折射率透镜体积小的特点相结合,实现了测头非接触式、微小型化和高分辨力的统一,分析了影响基于径向变折射率光学的共焦传感系统轴向分辨力的因素,并优化了系统参数.将径向变折射率光学与差动共焦显微技术结合,提出了基于径向变折射率光学的差动共焦传感技术.该技术不但可以利用差动特性有效地抑制光源的光强漂移和探测器的电子漂移等噪声,显著提高测量的信噪比,而且提高了轴向分辨力,实现了测头的微小型化.通过对系统的优化分析,选择了系统最佳参数指标.将径向变折射率光学与光纤共焦显微技术结合,提出了基于径向变折射率光学的光纤共焦传感技术,该技术充分利用了光纤易于传输光强信号,抗干扰能力强和径向变折射率透镜体积小,易于与光纤结合的特点.系统用光纤的纤芯代替了共焦系统的针孔,并且实现了测头的灵活性和微小型化.该文还研究了影响该传感系统轴向分辨力的因素和抑制回波损耗的技术途径.最后,该文对基于径向变折射率光学的共焦传感系统、共焦差动传感系统和光纤共焦传感系统的各主要组成部分进行了主要性能测试和实验研究;测试和分析了不同倾角、不同特性表面对基于径向变折射率光学的共焦特性的影响;对台阶高度和闪耀光栅进行了测试.
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