大口径光学元件表面洁净度检测分析系统研制

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1、大口径光学元件表面洁净度检测分析系统研制重庆大学硕士学位论文学生姓名：蒋勇指导教师：谢志江教授副导师：袁晓东研究员专业：机械设计及理论学科门类：工学重庆大学机械工程学院二OO九年五月ResearchandDevelopmentofaInspectionandAnalysisSystemfortheLargeCaliberOpticalSurfacePurificationAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheDegre

2、eofMasterofEngineeringByJiangYongSupervisedbyProf.XieZhijiangVice-SupervisedbyProf.YuanXiaodongMajor:MechanicalDesignandTheroyCollegeofMechanicalEngineeringofChongqingUniversity,Chongqing,ChinaMay2009摘要光学元件表面洁净度对激光器的负载能力有着重要的影响。目前对光学元件表面洁净度的检测，多采用的是人眼观察的方法，导致人为干扰因素过多、操作复

3、杂、精度低，而利用图像检测分析的方法最大优点是精确，快速，可靠，以及数字化，因此本文采用图像检测分析技术，研制一套针对光学元件表面洁净度的检测分析系统。本文首先论述了表面洁净度的背景知识，表面洁净度的检测标准和国内外一些洁净度的检测方法，对比了国内外的一些洁净度的检测方法。并提出了课题的研究方向和任务，即研制一种应用于光学元件表面洁净度检测的系统。该系统利用DALSA公司的线阵CCD摄像机和图像采集卡，锡明公司的卤素灯光源，自行设计的机械运动扫描装置，图像处理计算机等组成系统硬件部分。采用比例法对系统进行标定，标定精度达到实际测量要求。

4、系统具有的主要功能为图像采集与处理，图像分割，图像测量与分析。通过图像处理与分割，自动判别、提取原图像中感兴趣目标的信息，例如面积、周长等，通过对图像的形态处理，可以半自动的测量图像中点的位置、线段长度、面积大小，并做出标记；通过边缘检测，可以自动检测出边缘之间的距离等，同时具有小型图像处理软件通用的功能，如图像相加、减，形态处理，图像分割等。文章最后对系统用到的关键性技术进行了论述，包括利用ANSYSWorkbench软件对机械运动扫描装置的强度与变形情况分析校核；利用Matlab与VC混合程序技术，实现图像处理与图像分析功能；利用数

5、学形态学对污染物特征描述。关键词：图像检测，光学元件，表面洁净度，污染物IABSTRACTThepurificationofopticalsurfaceisveryimportanttotheloadoflaserfacility.Whilethepresenttestingmethodsofopticalsurfacepurificationaremostlydominatedbynaked-eyeobserving.Consequentlythetestingistoomuchdeliberatelyinterfered,andth

6、eoperationisratherc