湘教版七年级下册数学教案第5章轴对称图形_百度文库
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湘教版七年级下册数学教案第5章轴对称图形
湘​教​版​七​年​级​下​册​数​学​教​案​第章​轴​对​称​图​形
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湘教版七年级下册数学5.3 图形变换的简单应用
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离轴非球面的计算全息图高精度检测技术30
ＯｔｃｓａｎｄＰｒｅｃｉｓｉｏｎＥｎｉｎｅｅｒｉ；文章编号１）００４９２４Ｘ（２０１１０４０７；第１９卷第４期；光学精密工程；Ｖｏｌ．１９Ｎｏ．４；Ａｒ．２０１１ｐ；离轴非球面的计算全息图高精度检测技术；２２黎发志１，，罗霄１，，赵晶丽１，薛栋林１，郑；（１．中国科学院长春光学精密机械与物理研究所中国；吉林长春１北京１重点实验室，３００３３；２．中国；摘
　　　　　　　　Ｏｔ　　　ｃｓａｎｄＰｒｅｃｉｓｉｏｎＥｎｉｎｅｅｒｉｎ　ｐｉｇｇ２０１１年４月　　文章编号　１）００４９２４Ｘ（２０１１０４０７０９０８第１９卷　第４期　光学精密工程　　　　Ｖｏｌ．１９　Ｎｏ．４　Ａｒ．２０１１ｐ离轴非球面的计算全息图高精度检测技术２２黎发志１，，罗　霄１，，赵晶丽１，薛栋林１，郑立功１，张学军１（１．中国科学院长春光学精密机械与物理研究所中国科学院光学系统先进制造技术吉林长春１北京１重点实验室，３００３３；２．中国科学院研究生院，０００３９）摘要：为了实现离轴非球面高精度定位、光路对准及面形检验，提出了一种使用计算全息图（技术实现离轴非球面ＣＧＨ）高精度光学检测的方法。将被检非球面倾斜平移后作为轴上自由曲面进行ＣＧＨ补偿检测设计，从而减小了检测光路的相对口径和Ｃ提高了Ｃ设计完成的ＧＨ所需补偿像差，ＧＨ检测精度。使用自行开发的ＣＧＨ专用设计计算软件，检测光路对准、被检非球面基准定位等多项功能。采用该方法设计（设计精度优于ＣＧＨ同时具有非球面检验、／）并制作Ｃ／误差分析表明，其检测精度优于λ／１００００ｒｍｓＧＨ对面形精度优于λ５０ｒｍｓ的离轴非球面进行了检测，λ与传统ｎ采用该Ｃ１００，ｕｌｌｌｅｎｓ方法的检测结果精确吻合。实验表明，ＧＨ可同时实现离轴非球面位置高精度定位、ＣＧＨ与干涉仪对准以及离轴非球面高精度面形检验。关　键　词：计算全息图；衍射光学元件加工；离轴非球面；光学检测中图分类号：：／ＴＱ１７１．６５；Ｏ４３８．２　　文献标识码：Ａ　　椋保埃常罚福福希校牛玻埃保保保梗埃矗埃罚埃妾１２１２１１１１，，，，ＬＩＦａｚｈｉＬＵＯＸｉａｏＺＨＡＯＪｉｎｌｉＸＵＥＤｏｎｌｉｎＺＨＥＮＧＬｉｏｎＺＨＡＮＧＸｕｅｕｎｇｇｇｇ，ｊ，，（１．螅螅睿保常埃埃常常幔螅２．螅睿埃埃埃常梗幔纾：Ａｎ簦澹鳎簦澹螅簦恚澹簦瑁铮洌猓幔螅澹洌铮睿幔茫铮恚酰簦澹颡玻澹睿澹颍幔簦澹龋铮欤铮颍幔恚ǎ茫牵龋鳎幔螅穑颍澹螅澹睿簦澹洌妫铮颍穑颍濯玻穑纾，ｃｉｓｅｌｅｓｔｉｎｆｆａｘｉｓａｓｈｅｒｉｃｓｕｒｆａｃｅｓａｎｄａｌｉｎｉｎｈｅｏｔｉｃｓｉｎｔｅｓｔｓ．ＩｎｔｈｉｓｍｅｔｈｏｄｏｆｆａｘｉｓａｓｙｔｇｏｐｇｇｔｐｈｅｒｉｃｓｕｒｆａｃｅｓｗｅｒｅｔｉｌｔｔｒａｎｓｌａｔｅｄａｎｄｔｅｓｔｅｄａｓａｎｏｎａｘｉｓｆｒｅｅｆｏｒｍｏｔｉｃｓｔｏｍｉｎｉｍｉｚｅｔｈｅｗａｖｅｆｒｏｎｔｐｐｃｏｍｅｎｓａｔｉｏｎａｎｄｔｏｒｅｄｕｃｅｔｈｅｒｅｌａｔｉｖｅａｅｒｔｕｒｅｏｆｔｈｅｔｅｓｔｓｅｔｕＡｓｏｆｔｗａｒｅｗａｓｄｅｖｅｌｏｅｄｔｏｄｅｓｉｎｐｐｐ．ｐｇ，，ｔｈｅＣＧＨｔｏｉｍｌｅｍｅｎｔｔｈｒｅｅｋｉｎｄｓｏｆｄｉｆｆｒａｃｔｉｖｅｓｅｃｔｉｏｎｓｉ．ｅ．ｃｏｍｅｎｓａｔｉｎａｖｅｆｒｏｎｔｉｎｎｕｌｌｔｅｓｔａｐｐｇｗ，ａｎｄｌｉｎｍｅｎｔｉｎｈｅｏｔｉｃａｌａｔｈｂｄｕｓｔｉｎｈｅｒｅｌａｔｉｖｅｐｏｓｉｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎＣＧＨａｎｄｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｅｒｇｇｔｐｐｙａｊｇｔ，ａｔｉｃａｌｏｆｆａｘｉｓａｓｈｅｒｉｃｓｕｒｆａｃｅｗｉｔｈａｒｏｅｃｔｉｎｉｄｕｃｉａｌｍａｒｋｓａｒｏｕｎｄｔｈｅｏｔｉｃｓ．Ａｓａｎｅｘａｍｌｅｙｐｐｐｊｇｆｐｐ／ｆｉｕｒｅｅｒｒｏｒｌｅｓｓｔｈａｎλ５０ｒｍｓｗａｓｔｅｓｔｅｄｉｎｔｈｉｓｍｅｔｈｏｄ．ＲｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｔｈａｔｔｈｅＣＧＨｄｅｓｉｎｅｒｒｏｒｇｇ／／ｉｓｂｅｔｔｅｒｔｈａｎλ１００００ｒｍｓａｎｄｔｈｅｔｏｔａｌｅｒｒｏｒｉｓｂｅｔｔｅｒｔｈａｎλ１００ｒｍｓ．Ｔｈｅｓｅｄａｔａａｒｅｅｗｅｌｌｗｉｔｈｔｈｅｇｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｗｉｔｈｎｕｌｌｌｅｎｓ．ＴｈｅｅｘｅｒｉｍｅｎｔａｌｓｏｖｅｒｉｆｉｅｓｔｈｅｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｆａｌｉｎｍｅｎｔａｎｄｆｉｄｕｃｉａｌｓｅｃｔｉｏｎｓｐｙｏｇａｎｄｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｓｔｈａｔｃｒｏｓｓｌｉｎｅｓｐｒｏｅｃｔｅｄｂＧＨｓｃａｎｂｅｕｓｅｄａｓｆｉｄｕｃｉａｒｔｏｇｕｉｄｅｔｈｅａｌｉｎｍｅｎｔｏｆｊｙＣｙｇ修订日期：２０１００４１９；２０１００８０６．　　收稿日期：国家自然科学基金重点资助项目（）Ｎｏ．６１０３６０１５　　基金项目：７１０　　　　　光学　精密工程　　　　　第１９卷　ｔｈｅｏｔｉｃｓａｎｄｍｅａｓｕｒｅｔｈｅｏｆｆａｘｉｓｄｉｓｔａｎｃｅ．ｐ：Ｃ；Ｄ螅铮恚酰簦澹颡玻澹睿澹颍幔簦澹洌龋铮欤铮颍幔恚ǎ茫牵龋椋妫妫颍幔悖簦椋觯澹希簦椋悖幔欤牛欤澹恚澹睿簦ǎ模希牛妫幔猓颍椋悖幔簦椋铮睿唬穑纾纾；ｏｆｆａｘｉｓａｓｈｅｒｉｃｓｏｔｉｃａｌｔｅｓｔｉｎｐｐｇ１１］。进行检测以保证其可靠性［１　引　言传递函数高、　　离轴光学系统具有无中心遮拦、结构紧凑、易同时实现大视场与高分辨率等优点，衍射式光学补偿法采用衍射光学元件计算全息图（作ＣｏｍｕｔｅｒＧｅｎｅｒａｔｅｄＨｏｌｏｒａｍ，ＣＧＨ）ｐｇ［２］为补偿器，该方法起源于上世纪７，但随０年代１近年微电子行业的光刻技术飞速发展，ＣＧＨ制作典型离轴光学系统应用于空间遥感的离轴三反光学系统［１］或真空紫外光刻的离轴四反光学系统［２３］均以其优越的性能而备受青睐。然而，离轴光学系统的制造难度远高于传统的同轴光学系统，其中高精度离轴非球面检测是实现离轴光学系统制造的关键技术之一。目前，非球面的主要检测方法有轮廓测量法、无像差点法、光学补偿法、子孔径拼接法［４］等，其中轮廓测量法受到测量仪器的精度限制，不能用于检测高精度非球面光学元件，无像差点法适合二次曲面的检测，其缺点是当检验大口径非球面时，需要更大口径的Ｈｉｎｄｌｅ球或者大口径的辅助镜面，材料和工艺上均有难度。光学补偿检验法［５６］是目前非球面检验的主流技术，按照光学补偿器类型，该技术可以分为折射式光学补偿法、反射式光学补偿法和衍射式光学补偿法。传统的折射式光学补偿法和反射式光学补偿法起源较早，一般使用多个球面组成的补偿器对非球面检测中的球差进行补偿，实现零位检测，其技术和工艺相对比较成熟，目前仍然广泛应用于高精度非球面检验中。这两种方法方法用于离轴面非球面检测时，离轴非球面一般作为同轴母镜的部分区域被检测，检测光路具有回转对称性，然而，由于离轴非球面的非对称性，检测过程中离轴非球面的位置调整困难［７］，对离轴量偏大的离轴非球面，其母镜的相对口径过大，导致补偿器的设计和加工难度增加，甚至可能无法设计出合格的补偿器［８］。此外，传统补偿器的检测精度受限于光学设计残差、各个球面加工面形残差和组装误差，另外其复杂的制造过程也存在潜在的制造错误风险，如哈勃望远镜主镜［９］和欧洲南方天文台新技术望远镜（ＮｅｗＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＴｅｌｅｃｏｐｅ，ＮＴＴ）主镜［１０］由于检测过程的错误导致了巨大的经济损失，因此需采用其它独立手段对其精度得到大幅提高后，ＣＧＨ光学检测技术才逐渐发展为一种高精度的光学检测技术［１３］。和传统补偿器相比，ＣＧＨ检测方法具有设计残差小、结构简单、无组装误差、制作周期短、设计灵活等优点，因此被多家公司和研究机构采纳并成功制造了质量优良的同轴非球面；近年国内也开展了ＣＧＨ光学检测技术方面的研究，在模拟分析和实验中均取得了一定进展［１４１６］。本文针对离轴非球面的特点，提出将ＣＧＨ应用于离轴非球面检测的方法。将被检面倾斜平移至轴上作为自由曲面进行检测，并采用离轴方向倾斜作为ＣＧＨ载频，从而减小了检测光路的相对孔径，降低了ＣＧＨ的条纹密度，提高了ＣＧＨ的检测精度。开发了用于ＣＧＨ设计计算的软件，用来设计同时具有检测非球面、指导ＣＧＨ与干涉仪对准、为被检面提供横向定位基准等多项功能的ＣＧＨ，并形成了“制版复制”工艺用于制作振幅型ＣＧＨ。设计并制作了具有多项功能的高精度ＣＧＨ，对某离轴非球面进行了检测实验，并将用该ＣＧＨ检测所得的检测结果与本实验室成熟的折射式补偿方法所得的检测结果进行了比较。２　ＣＧＨ设计　　ＣＧＨ用于非球面检测时，可以置于干涉仪的干涉臂、参考臂或者检测臂［１７］，为了有效并方便地与商用Ｆｉｚｅａｕ型干涉仪结合使用，本文采用了将ＣＧＨ置于检测臂的光路结构。在该检测光路中，检测光两次通过ＣＧＨ，ＣＧＨ通过衍射效应完成波前补偿从而实现零位检测：检测光第一次通过时，ＣＧＨ在波前上附加相位函数φ（┬纬桑奔堆苌洳ㄇ埃将球面波变换为理想非球面波；第ｓ第４期等：离轴非球面的计算全息图高精度检测技术　　　　　黎发志，７１１二次通过时，ＣＧＨ在波前上附加相位函数形成－１级衍射波前，将理想非球面波－│眨变换为球面波。根据离轴非球面的特点，考虑到零位透镜方法检测离轴非球面方法的缺点以及ＣＧＨ可以补偿任意类型像差的优点，本文摒弃了将离轴非球面作为其同轴母镜的部分区域进行检测的回转对称检测光路方式，平移并倾斜离轴非球面将其几何中心移至干涉仪轴上，将离轴非球面作为轴上为了实现光学元件精密调整与定位，在ＣＧＨ的主区域之外，设计了其它辅助功能区域。完整的Ｃ对准区域和基准区域。典ＧＨ包括主区域、型的Ｃ其中主区域用ＧＨ区域分布如图２所示：对准区域用来实现Ｃ于非球面面形检测；ＧＨ和干涉仪之间相对位置的精确调整；基准区域用来在被检面处投射多个十字线作为被检面的定位基如图３所示，该定位基准可用来指导检测过程准，中被检面位置调整，还可以作为非球面离轴量测自由曲面进行补偿检测，如图１所示。ＣＧＨ所补偿的像差不再是具有回转对称性的球差，而是其母镜球差在离轴非球面的有效区域内分解后得到的多种像差的组合，包括三级球差、三级像散，三级彗差和一些高级像差。和离轴非球面作为母镜的部分区域被检测的方法相比，采用本方法减小了检测光路的相对口径，同时也有效地减少了ＣＧＨ需要补偿的像差，因此减少了该衍射区域的条纹密度，使得ＣＧＨ制作精度得到提高。图１　使用ＣＧＨ检测离轴非球面光路图Ｆｉｇ．１　ＯｐｔｉｃａｌｐａｔｈｏｆｔｅｓｔｉｎｇｏｆｆａｘｉｓａｓｐｈｅｒｉｃｓｕｒｆａｃｅｓｗｉｔｈＣＧＨ检测光路见图１，ＣＧＨ被置于干涉仪的焦前，ＣＧＨ基板引入一定的倾斜以避免基板表面返回鬼像；为了滤掉有效衍射级之外的其它衍射级，选择倾斜作为载频方式［１８］，载频方向为离轴方向，并在适当位置使用小孔滤波。检测光第一次通过ＣＧＨ衍射后，由小孔将＋１级之外的其它衍射级次滤去；检测光第二次通过ＣＧＨ被衍射后，形成多个衍射级次进入干涉仪，干涉仪内成像物镜焦点处的针孔将－１级之外的其它衍射级次滤去，仅（＋１，－１）衍射级次与参考光干涉形成条纹。和其它载频方式相比，本方法中采用的载频方式所需要的载频量最小，从而减少了ＣＧＨ主区域条纹密度，使其制作精度提高。量的基准。图２　ＣＧＨ上的衍射区域Ｆｉｇ．２　ＤｉｆｆｒａｃｔｉｖｅｓｅｃｔｉｏｎｓｏｎＣＧＨｓ图３　十字线位置Ｆｉｇ．３　Ｃｒｏｓｓｌｉｎｅｐｏｓｉｔｉｏｎ为了完成复杂ＣＧＨ设计与计算，开发了ＧＨ设计计算软件，在确定光路结构以及各参数后，通过软件优化计算完成ＣＧＨ设计。ＣＧＨ补偿器的各衍射区域均由一系列的ＣＧＨ条纹组成，将ＣＧＨ补偿器的各衍射区域计算得到的ＧＨ条纹进行离散化并以ＧＤＳＩＩ文件格式规范对其进行数据编码，得到该ＣＧＨ的ＧＤＳ文件。　ＣＧＨ制作　　经过大量工艺实践，制定了制作振幅型ＣＧＨ的工艺规范流程。首先采用激光直写技术制作光ＣＣ３７１２　　　　　光学　精密工程　　　　　第１９卷　刻掩模板，然后使用１∶１接触式光刻技术将图案复制到高精度平行玻璃基板上。位相型Ｃ但ＧＨ衍射效率高于振幅型ＣＧＨ，位相型ＣＧＨ需要在振幅型ＣＧＨ的基础上进行工艺较为复杂且在深度刻蚀过程中易深度刻蚀，引入额外的制造误差。振幅型ＣＧＨ可以在透射对准区域方向和反射方向使用，ＣＧＨ的主区域、和基准区域可以采用同样工艺进制制作，因而振幅型Ｃ制作精度更ＧＨ具有制作工艺相对简单，高的优点。考虑到本实验室主要致力于ＳｉＣ反射镜制造，使用低温ＰＶＤ工艺改性后的ＳｉＳｉＣ材对于振幅型Ｃ料反射率理论值约为３０．０％，ＧＨ，使用典型的Ｚｏ公司ＧＰＩ系列干涉仪进行检ｙｇ测，检测光与参考光之比为１０．１％３０．０％干涉图的条纹可见度理论１０．１％∶４％≈１∶１３，满足光学检测需要，因此本文选择使值为０．５１４，用工艺流程较为简单的振幅型ＣＧＨ。ＣＧＨ光刻掩模板的制作依赖于微电子工业的光刻技术，激光直写和电子束直写这两种工艺均可以制作高精度的复杂不规则衍射图案。国内有多家微电子行业的研究和企业单位可以进行光较为先进的光刻技术可以达到优刻掩模板制作，于１００ｎｍ的位置误差公差。设计生成的ＧＤＳＩＩ格式文件是制版行业的通用格式文件，用来驱动激光直写机器制作光刻掩模板。常用的光刻掩模板一般不能直接用于光学检测，原因包括两方面：掩模板的两面面形精度一般远低于光学精度，即使将该面形误差测量出来并在光学检测中作为系统误差进行补偿，其补偿掩模板厚度往往只能精度也难以满足检测要求；由微刻机器指定，通常光刻掩模板基板的径厚比在其使用过程中易装卡变形从而给光学超过２０，检测带来额外的误差。为了提高检测精度，本文采用１∶１接触式光刻技术，将光刻掩模版的图案复制到具有高光学精度的平行玻璃基板上，形成用于光学检测的ＣＧＨ。在实际制作过程中选择了折射率均匀性优异的Ｂ采用双面抛光方法制作高光学精度Ｋ７玻璃，的平行玻璃基板。本实验中的Φ８０ｍｍ厚度１０经精密加工后楔角＜３，在基板ｍｍ的玻璃基板，″去除倾斜后的两面等厚误差优于有效口径内，／。在基板上镀制厚度约为１６０ｒｍｓ００ｎｍ的均λ匀铬膜后，再覆以均匀的光刻胶，将光刻掩模板放置在基板上，其图案和基板的光刻胶相向，以平行光入射光刻掩模板，使得基板光刻胶层上与掩模如图４左所示。板无铬区相对应的区域被曝光，再经历显影、刻蚀和清洗过程后，在高精度平行玻璃基板上可以获得与光刻掩模板一致的图案，形成高精度振幅型Ｃ经过复制工艺所得到的ＧＨ，ＣＧＨ实物如图４右所示。图４　ＣＧＨ复制Ｆｉ．４　ＲｅｌｉｃａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｏｆＣＧＨｇｐ表１　离轴非球面参数４ＧＨ检测实验　Ｃ本ＧＨ设计方法以及制作工艺，　　为了验证Ｃ文选择某高次离轴非球面进行了ＣＧＨ光学检测实验，该高次离轴非球面的基本参数见表１。Ｔａｂ．１　Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｏｆｆａｘｉｓａｓｈｅｒｉｃｓｕｒｆａｃｅｓｐ序号１２３４５６项目顶点曲率半径以沧断凳烁叽蜗钕凳粒陡叽蜗钕凳粒外形尺寸离轴量参数数值２５３０－２．７１４１－１８－５．５１３９９×１０－２３６．４０５３２×１０３５０ｍｍ×２１０ｍｍ１５４．９ｍｍ第４期等：离轴非球面的计算全息图高精度检测技术　　　　　黎发志，７１３使用ＺＧＨ设计，ｅｍａｘ　　针对该非球面进行Ｃ软件模拟得到的设计残差如图５所示，残差优于／。由于设计时被检面移至轴上检测１１００００ｒｍｓ并且使用离轴方向倾斜作为载频，主ＣＧＨ衍射最大条纹密度约为３区域内各处条纹密度较低，５／得到误差ｌｍｍ。对该检测方案进行误差分析，ｐ分析结果如表２所示。Ｆｉｇ．５　ＤｅｓｉｇｎｅｒｒｏｒｏｆＣＧＨ图５　ＣＧＨ设计残差表２　燃觳饩确治Ｔａｂ．２　ＴｏｌｅｒａｎｃｅｏｆＣＧＨｔｅｓｔｉｎｇｍｅｔｈｏｄ误差来源检测精度影响（ｒｍｓ）备注设计残差０．００００λ计算误差０．００１０λ刻划精度：制版误差０．００２９λ位置误差σ＝１００ｎｍ基板误差０．００８５λ１／６０λｒｍｓ等厚误差，３″以内楔角其它误差０．００１０λ误差合成结果（ＲＳＳ）０．００９０λ实验光路如图６（ａ）所示。其中，ＣＧＨ通过可旋转的装卡结构与Ｚｙｇｏ五维调整架连接，实现ＣＧＨ的６自由度精密调整。检测过程中，先以对准ＣＧＨ所产生的干涉条纹为指导完成ＣＧＨ和干涉仪的相对位置调整；直至对准ＣＧＨ区域少于两对干涉条纹，且干涉仪测量的离焦误差＜０．５λ。ＣＧＨ位置调整完毕后，ＣＧＨ的基准区域在被检面处投射了３个位置准确的十字线，误差分析表明十字线的位置精度优于１０μ，由于衍射效应实验中十字线宽度约为０．２～０．３ｍｍ，需要使用ＣＣＤ辅助判断并计算其中心才能充分利用其精度，然而对于本实验中离轴量控制，使用（ａ）使用ＣＧＨ检测离轴非球面（ａ）ＴｅｓｔｏｆｆａｘｉｓａｓｐｈｅｒｉｃｓｕｒｆａｃｅｓｗｉｔｈＣＧＨ（ｂ）干涉仪中的条纹（ｂ）Ｆｒｉｎｇｅｓｉｎｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｅｒ（ｃ）ＣＧＨ所投射的十字线（ｃ）ＣｒｏｓｓｌｉｎｅｐｒｏｊｅｃｔｅｄｂｙＣＧＨ图６　ＣＧＨ检测实验Ｆｉｇ．６　ＴｅｓｔｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｗｉｔｈＣＧＨ目视观察判读的精度足够。以３个十字线为指导调整非球面的揭埔约叭乒庵岬男≡裾返募觳夤庋苌浼洞斡氩慰脊庠诟缮嬉侵行纬筛缮嫣跷疲愿缮嫣跷莆傅嘉⒌鞣乔蛎娴那阈币约较蚱揭坪螅便可使用干涉仪对该非球面进行高精度干涉检测。图６（ｂ）为检测过程中的主区域和对准区域形成的干涉条纹，为了在图上直观显示，对准区域和主区域的条纹均未调整为零条纹状态，实际检测中，这两者均尽可能调整为零条纹以获得尽可能小的检测误差。图６（ｃ）包含各类专业文献、高等教育、中学教育、各类资格考试、应用写作文书、生活休闲娱乐、行业资料、外语学习资料、幼儿教育、小学教育、离轴非球面的计算全息图高精度检测技术30等内容。　
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1、超声波探伤难点
&&&&&以汽轮机轴瓦为例，汽轮机轴瓦瓦体与巴氏合金浇铸层两种金属结合，由于这两种材料的声特性差异大，因此在这两种材料的结合面上，会出现界面回波，造成对缺陷波的干扰，增加了检测难度。
2、超声波探头选择
&&&&&由于轴瓦的浇铸层比较薄，一般在3mm~10mm之间，常规直探头始波占宽大，检测存在盲区，很难识别近距离缺陷。采用双晶聚焦探头近场盲区小得多，更加适合在轴瓦检测中运用。
3、超声波探伤试块的制作
&&&&&&&&将试块加工成图1所示的阶梯形状，瓦体材料在下，浇铸层材料在上，瓦体材料基底上钻4mm直径的平底孔作为参考标准，这个直径大小也可以根据客户的要求来定。浇铸层的的浇浇铸工艺与轴瓦工艺须一致。
图1轴瓦探伤试块示意图
4、曲线制作
& & 使探头置于不同厚度的阶梯上，观察仪器波形，调整仪器dB值，使最薄到最厚处&P4mm孔最高波均在屏幕范围内。把每个点的最高波绘制出来。做出的曲线如图2所示
图2探伤曲线
5、波形分析
&&&&&&&&A、正常波形
&&&&&&&&将探头置于轴瓦上结合良好部位，将出现图3所示波形。J为界面反射波，B为底波。
图3正常波形
& & & & B、较小面积脱胎或结合不良
& & & & 与正常波形相比，缺陷波F比界面波J增高，底波下降。如图4所示
图4较小面积脱胎或结合不良波形
& & & & C、较大面积脱胎及结合不良
& & & & 缺陷波较界面波高4dB以上，一定距离移动探头都可以发现类似波形。如图5所示
图5较大面积脱胎及结合不良波形
总结：可靠性较大，比起传统的检测方法更有说服力，因此，应用也更为广泛。
作者：郑先生 & 来源：亚测（上海）仪器科技有限公司 & 日期：日&
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