基于液晶空间光调制器的膜基反射镜波前像差校正研究

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1、ASOOCHOWUNIVERSITY硕士学位论文immm

2、论文题目j于液晶空间光调制器的膜基反射镜波前像差校if研空研究生姓名杨斌指导教师姓名唐敏学（研究员）专业名称光学工程研究方向光信息处理技术与器件论文提交日期2015年4月苏州大学学位论文独创性声明本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果，也不含为获得苏州大学或其它教育机构的学位证书而使用过的材料。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人承担本

3、声明的法律责任。论文作者签名s苏州大学学位论文使用授权声明本人完全了解苏州大学关于收集、保存和使用学位论文的规定，即：学位论文著作权归属苏州大学。本学位论文电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。苏州大学有权向国家图书馆、中国社科院文献信息情报中心、中国科学技术信息研究所（含万方数据电子出版社）、中国学术期刊（光盘版）电子杂志社送交本学位论文的复印件和电子文档，允许论文被查阅和借阅，可以釆用影印、缩印或其他复制手段保存和汇编学位论文，.可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索。涉密论文口基于液晶空间光调制器的膜基反射镜波前像差校正研究

4、中文摘要基于液晶空间光调制器的膜基反射镜波前像差校正研究中文摘要以柔性聚合物薄膜为基坯的膜基反射镜属于一种新概念空间超轻反射镜。与采用传统材料的反射镜相比，具有重量轻、可折叠展开、成本低等特点，因此在空间科学研究领域受到了广泛关注。由于柔性膜基反射镜的面形易偏离设计面形，会给光学系统引入波像差，为此本文研究利用液晶空间光调制器（LCSLM）校正膜基反射镜波前像差。本文首先介绍了膜基反射镜的研究背景、国内外研究现状以及LCSLM用于波前像差校正的研究进展。然后详细阐述了液晶的电光特性，采用琼斯矩阵法分析了入射光波在液晶中的传播过程；以液晶连续弹性

5、体理论为依据，采用差分迭代法对液晶在不同外加电压下的指向矢分布进行数值计算，并在MATLAB环境下进行仿真，模拟液晶器件的电光特性；从理论上推导出LCSLM在电控双折射效应下的相位调制量大小，表明了通过控制外电压LCSLM可实现对入射光波相位的调制。在理论分析的基础上，以德国HOLOEYE公司的LC2012型透射式液晶空间光调制器为核心器件，根据泰曼格林干涉原理，构建了LCSLM相位调制特性测试系统。采用条纹移动法对所采集的干涉图样进行处理，计算得出LC2012相位调制量与灰度值的关系曲线；并利用ZYGO干涉仪分析了LC2012相位调制特性，与

6、上述测试结果基本相符，验证了所搭建测试系统及其数据处理方法的正确性。为将该器件用于膜基反射镜波前像差校正奠定了基础。随后，根据膜基反射镜的光学特性以及对其波前检测、波前像差校正原理的分析，分别采用Hartmann-Shack波前传感器和LCSLM探测和校正反射镜的波前像差，设计并搭建了膜基反射镜波前像差校正系统。为了验证理论的正确性和实验系统的可行性，首先对口径70mm的有像差玻璃基底平面反射镜进行了波前像差校正实验，PV值和RMS值分别由校正前的0.662λ和0.135λ下降至0.315λ和0.051λ，反射镜波前质量得到了改善。最后，初步实

7、现了膜基反射镜的波前像差校正，对口径为200mm膜基平面反射镜中心Φ25mm的区域进行波前像差校正，校正前的PV值和RMS值I中文摘要基于液晶空间光调制器的膜基反射镜波前像差校正研究分别为1.328λ、0.261λ，校正后分别为1.037λ、0.193λ，并对实验结果进行了分析与讨论。本文工作为进一步开展膜基反射镜的波前像差校正研究提供了理论和技术基础。关键词关键词：关键词：：：膜基反射镜，液晶空间光调制器，相位调制特性，波前像差校正作作作者者者：者：：：杨斌指导教师指导教师：指导教师：：：唐敏学IICorrectingthewavefront

8、aberrationofmembranemirrorbasedonliquidcrystalspatiallightmodulatorAbstractCorrectingthewavefrontaberrationofmembranemirrorbasedonliquidcrystalspatiallightmodulatorAbstractMembranemirrorwithflexiblepolymerfilmsubstrateisanew-conceptultralightweightmirrorforspaceapplications.

9、Comparedwithtraditionalmirrors,membranemirrorhastheadvantagesoflightweight,