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近年来,采用菲涅尔棱镜结构的压贴三棱镜已经在国内外儿童斜视的辅助治疗过程中得到越来越多的应用。但是,压贴三棱镜的国产化依然面临较多的问题。本文以采用聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate,PMMA)材料的硬膜压贴三棱镜为研究对象,在压贴三棱镜的器件结构设计与仿真,高棱镜度压贴三棱镜的色散补偿方法和压贴三棱镜棱镜度测试系统等方面开展了理论和实验研究。本文的主要工作如下:1)采用二元光学衍射方法设计硬膜压贴三棱镜的器件结构,并通过MATLAB仿真和分析PMMA材料和量化阶数对色散的影响。理论分析结果显示:采用折射率为1.492的PMMA材料压贴三棱镜的光线透过率为95%;并且量化阶数较高时衍射效率也相对较高,本文仿真时采用的量化阶数最大值为100。此外,采用几何光学设计软件ZEMAX实现了对微结构光学器件的性能模拟,并且重点探讨了像差分析问题。2)提出了一种采用微结构棱镜阵列对高棱镜度压贴三棱镜进行色散补偿的技术方案,并利用ZEMAX仿真了组合光学系统的色散、透过率、光线图、点列图以及扩散函数图等主要光学性能指标。仿真结果表明:点列图中83%的点分布Airy斑环内部,这表示微棱镜阵列对高棱镜度压贴三棱镜具有较明显的色散补偿效果。并且,压贴三棱镜折射单元宽度的最佳取值范围为600~800微米,微棱镜阵列单元宽度的最佳取值范围为15~20微米。3)设计了一套由氦氖激光器、光电探测器和大尺寸游标卡尺组成的光电检测系统,实现了压贴三棱镜棱镜度的精确测试。将棱镜度为0.5△~30△的压贴三棱镜分为低、中、高三个组别,并且在系统上进行测试。测试结果显示:低棱镜度组公差为±0.05,中棱镜度组公差为±0.10,高棱镜度组公差为±0.15。这表明所设计的压贴三棱镜棱镜度测试系统具有较高的测试精度,能够满足实际测试要求。