使用波前檢測於折射率及色散之量測應用

以作者查詢圖書館館藏

、以作者查詢臺灣博碩士

、以作者查詢全國書目

、勘誤回報

、線上人數：19

、訪客IP：3.133.147.87

姓名

邱宣融(Hsuan-Jung Chiu) 查詢紙本館藏

畢業系所

光電科學與工程學系

論文名稱

使用波前檢測於折射率及色散之量測應用
(Using Wavefront Sensor for The Application of Refractive Index and Dispersion)

相關論文

★ 中小型光學鏡組之高密度全場波前量測	★ 使用液晶空間光線調制器之相移式光柵-十字狹縫量測裝置
★ 全像場同時取像像差量測	★ 單頻位移與傾角量測干涉儀
★ 廣角物鏡之相對照度探討及其設計應用	★ 新型零後焦長太陽能集光器的設計
★ 相移式干涉儀之系統校正及量測軟體的撰寫	★ 非球面干涉儀之離軸對心校正
★ 高數值孔徑顯微物鏡設計	★ Double Zernike Polynomial 校準光學系統
★ 薄型化光展量疊加太陽能集光器	★ A Similarity-Guided Spots Sorting Method to Increase the Dynamic Range of a Shack Hartmann Sensor
★ 雷射微型投影機波前量測技術	★ 旋轉掃描式非球面干涉儀之演算法開發及應用
★ 校準低敏型Shack-Hartmann波前感測器	★ 利用Slanted-edge方法以及相位回復演算法量測光學系統的成像像差

檔案

[Endnote RIS 格式]

[Bibtex 格式]

[相關文章]

[文章引用]

[完整記錄]

[館藏目錄]

[檢視]

[下載]

本電子論文使用權限為同意立即開放。
已達開放權限電子全文僅授權使用者為學術研究之目的，進行個人非營利性質之檢索、閱讀、列印。
請遵守中華民國著作權法之相關規定，切勿任意重製、散佈、改作、轉貼、播送，以免觸法。

摘要(中)

在光學檢測領域中，大致可以分為兩種檢測方式，一為干涉儀系統，量測光程差（optical path difference）並分析干涉條紋的變形量，即可解析待測樣品之資訊；另一為波前檢測技術，如Shack-Hartmann波前感測系統（Shack-Hartmann wavefront sensor），將微透鏡陣列置於CCD前方使光源聚焦於CCD，不同於干涉儀是量測光程差，波前感測系統是量測波前斜率（wavefront slope），從微透鏡之焦長與光點偏移量即可得到波前斜率，藉由波前斜率與波前之關係式，重建出待測樣品之波前，進而分析待測樣品之品質等資訊。
Shack-Hartmann波前感測系統應用於視光學、像差量測、適應性光學等領域，本論文將利用像差與位移之量測，同時分析待測樣品之品質與折射率，並使用三種可見光波長652.5 nm、517.0 nm與447.8 nm，量測出三種折射率數值，即可使用Buchdahl之色散公式，推算在656.3 nm、587.6 nm及486.1 nm的折射率，並得到阿貝數（Abbe number）。實驗的待測樣品會用CodeV軟體進行模擬，並與Shack-Hartmann波前感測系統量測得到之成像位移與像差進行比較。

摘要(英)

關鍵字(中)

★ 波前檢測
★ 折射率
★ 色散

關鍵字(英)

★ Wavefront sensor
★ Refractive index
★ Dispersion

論文目次

摘要 i
Abstract ii
誌謝 iii
目錄 iv
圖目錄 vii
表目錄 ix
一、緒論 1
1-1 研究背景 1
1-2 文獻回顧 1
1-3 研究動機 4
二、原理 5
2-1 折射率 5
2-1-1 Abbe refractometer 5
2-1-2 色散公式 7
2-1-3 色度座標Chromatic coordinate 7
2-2 光學像差 8
2-2-1 波前像差 9
2-2-2 橫向像差 9
2-2-3 Seidel像差多項式 10
2-2-4 Zernike像差多項式 12
2-2-5 Zernike多項式與Seidel多項式之關係 15
2-3 平板玻璃之特性與其產生之像差 16
2-3-1 平板玻璃之成像位移 16
2-3-2 平板玻璃產生之像差 18
2-3-3 推算折射率與阿貝數 21
2-4 Shack-Hartmann wavefront sensor 24
2-4-1 量測原理 24
2-4-2 點定位 25
2-4-3 波前重建 26
2-4-4 點光源距離 27
三、實驗架構與模擬 29
3-1 實驗架構 29
3-1-1 雷射電路與帶尾纖雷射二極體之建置 31
3-1-2 Shack-Hartmann wavefront sensor架構 34
3-1-3 雷射光譜分析 35
3-2 實驗模擬 37
3-2-1 平板玻璃之CodeV模擬 37
3-2-2 液體之CodeV模擬 41
四、實驗結果與分析 45
4-1 平板玻璃 45
4-2 水 48
4-3 酒精 51
五、討論與結論 55
5-1 討論 55
5-2 結論 56
參考文獻 58

參考文獻

［1］P. Jain and J. Schwiegerling, ′′RGB Shack–Hartmann wavefront
sensor,′′ Journal of Modern Optics, vol. 55, p. 737-748, 2008.
［2］G. Y. Yoon, T. Jitsuno, M. Nakatsuka, and S. Nakai, ′′Shack
Hartmann wave-front measurement with a large F-number plastic microlens array,′′ Applied optics, vol. 35, p. 188-192, 1996.
［3］J. Ares, T. Mancebo, and S. Bara, ′′Position and displacement
sensing with Shack-Hartmann wave-front sensors,′′ Applied Optics, vol. 39, p. 1511-1520, 2000.
［4］V. Y. Zavalova and A. V. Kudryashov. ′′Shack-Hartmann wavefront
sensor for laser beam analyses′′. in International Symposium on Optical Science and Technology. 2002. SPIE.
［5］L. Seifert, H. J. Tiziani, and W. Osten, ′′Wavefront reconstruction
with the adaptive Shack–Hartmann sensor,′′ Optics Communications, vol. 245, p. 255-269, 2005.
［6］E. Abbe, ′′Neue Apparate zur Bestimmung des Brechungs- und
Zerstreuungs-vermögens fester und flüssiger körper′′, Mauke′s Verlag, 1874.
［7］B. P. Chandra and S. C. Bhaiya, ′′A simple, accurate alternative to
the minimum deviation method of determining the refractive index of liquids,′′ American Journal of Physics, vol. 51, p. 160-161, 1983.

［8］S. Nemoto, ′′Measurement of the refractive index of liquid using
laser beam displacement,′′ Applied Optics, vol. 31, p. 6690-6694, 1992.
［9］J. C. Bhattacharya, ′′Refractive index measurement,′′ Optics & Laser
Technology, vol. 19, p. 29-32, 1987.
［10］W. Sellmeier, ′′Theory of Anomalous Light Dispersion,′′ Ann. Phys.
Chem, vol. 143, p. 271, 1871.
［11］H. A. Buchdahl, ′′Optical aberration coefficients′′, Dover
Publications, p. 151-152, 1968.
［12］P. N. Robb and R. I. Mercado, ′′Calculation of refractive indices
using Buchdahl’s chromatic coordinate,′′ Applied Optics, vol. 22, p. 1198-1215, 1983.
［13］V. N. Mahajan, ′′Fundamentals of Geometrical Optics′′, SPIE
PRESS, 2014.
［14］J. C. Wyant and K. Creath, ′′Basic Wavefront Aberration Theory for
Optical Metrology′′, in Applied Optics and Optical Engineering, p. 40-43, 1992.
［15］Z. Jiang, S. Gong, and Y. Dai, ′′Monte-Carlo analysis of centroid
detected accuracy for wavefront sensor,′′ Optics & Laser Technology, vol. 37, p. 541-546, 2005.

［16］W. H. Southwell, ′′Wave-front estimation from wave-front slope
measurements,′′ Journal of the Optical Society of America, vol. 70, p. 998-1006, 1980.

指導教授

梁肇文

審核日期

2018-1-26

推文