專利名稱：一種大口徑光學(xué)非球面鏡檢測(cè)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光學(xué)非球面檢測(cè)系統(tǒng)，特別涉及一種大口徑光學(xué)非球面鏡檢測(cè)系 統(tǒng)，屬于先進(jìn)光學(xué)制造與檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域。技術(shù)背景
隨著先進(jìn)光學(xué)加工和檢測(cè)技術(shù)的不斷發(fā)展，以非球面為關(guān)鍵元件的精密光學(xué)系統(tǒng) 在天體觀察、空間遙感系統(tǒng)和強(qiáng)激光武器等諸多領(lǐng)域中得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。在光學(xué) 設(shè)計(jì)中采用非球面元件具有球面鏡無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)，如可增加光學(xué)設(shè)計(jì)的自由度、改善像 質(zhì)、簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)、減輕重量等特點(diǎn)。然而，現(xiàn)代大中型光學(xué)非球面鏡制造技術(shù)的核心思想是確 定性加工，要求對(duì)面形誤差進(jìn)行定量檢測(cè)和修正。為此，要實(shí)現(xiàn)非球面鏡的高效率、高精度 加工必須以精確、快速的非球面檢測(cè)技術(shù)為前提，所以光學(xué)非球面元件尤其是大口徑非球 面鏡的高精度檢測(cè)成為現(xiàn)在的一個(gè)熱點(diǎn)問(wèn)題。
通常在大口徑非球面鏡的精密拋光階段，非球面鏡的定量檢測(cè)方法一般有無(wú)像差 點(diǎn)法和補(bǔ)償器零位檢驗(yàn)法。無(wú)像差點(diǎn)法主要利用二次曲面存在一對(duì)共軛的無(wú)像差點(diǎn)，即若 對(duì)理想的二次表面檢測(cè)時(shí)，當(dāng)點(diǎn)光源精確放在其中一個(gè)幾何焦點(diǎn)上，由表面反射的光線必 然會(huì)匯聚到另外一個(gè)焦點(diǎn)上或從焦點(diǎn)發(fā)散出去(若為虛焦點(diǎn))。對(duì)于二次曲面的檢測(cè)，通常 需要在干涉儀的工作光路中加入一個(gè)高精度標(biāo)準(zhǔn)輔助反射鏡(平面或球面鏡)組成自準(zhǔn)直 系統(tǒng)。這種方法對(duì)檢測(cè)大口徑、大相對(duì)口徑非球面鏡所需的高精度大口徑輔助鏡的制造非 常困難，并且被測(cè)非球面鏡測(cè)量精度受輔助鏡精度限制。
補(bǔ)償器零位檢驗(yàn)法是一種被廣泛采用的大口徑非球面鏡的檢測(cè)方法，其實(shí)質(zhì)是借 助補(bǔ)償鏡作為輔助光學(xué)元件，把平面波前或球面波前轉(zhuǎn)換為非球面波前，并與被檢非球面 鏡的理論面形重合，即通過(guò)補(bǔ)償鏡來(lái)補(bǔ)償非球面鏡的法線像差，從而實(shí)現(xiàn)非球面鏡的干涉 測(cè)量。隨著非球面鏡口徑和相對(duì)口徑的增大，將對(duì)補(bǔ)償器的設(shè)計(jì)、制造和裝調(diào)提出更苛刻要 求，另外，對(duì)于不同被測(cè)非球面光學(xué)元件，一般都需要專門(mén)設(shè)計(jì)特定的補(bǔ)償器，不僅提高了 成本、延長(zhǎng)了周期，而且輔助元件本身將會(huì)引入一定的加工誤差和裝調(diào)誤差。
Liu 等人在 “Subaperture testing of asphere with annular zones [J], Y. M. Liu, G. N. Lawrence, and C. L. Koliopoulos, Applied Optics, 1988, 27 (21) :4504-4513” 中提出了采用環(huán)帶子孔徑拼接的方法測(cè)量大口徑旋轉(zhuǎn)對(duì)稱非球面，該方法無(wú)需輔助 光學(xué)元件，從而避免了輔助光學(xué)元件的設(shè)計(jì)、制造和裝調(diào)誤差對(duì)檢測(cè)精度的影響，并 且增大了縱向測(cè)量范圍。隨后Melozzi等人在文獻(xiàn)“Testing aspherical surfaces using multiple annularinterferograms[J], Melozzi, M. , L. Pezzati and A. Mazzoni ,SPIE, 1992，1781:232-240”中詳細(xì)介紹環(huán)形子孔徑拼接技術(shù)，并對(duì)測(cè)量過(guò)程中誤差源 進(jìn)行了分析，提出為獲得高精度測(cè)量結(jié)果，位移裝置需要達(dá)到微米量級(jí)。Hou X.等人 “Experimental study onmeasurement of aspheric surface shape with complementary annular subapertureinterferometrie method[J], Xi Hou, F. ff, L. Y. , Optics Express, 2007, 15(20) : 12890. ”也對(duì)環(huán)形子孔徑拼接進(jìn)行了大量研究，仔細(xì)研究發(fā)現(xiàn)其算法精度也嚴(yán)重依賴干涉儀和被測(cè)非球面鏡間的相對(duì)移動(dòng)距離。最近，戴一帆等在文獻(xiàn)“環(huán) 形子孔徑測(cè)試的迭代拼接算法及其實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證[J]，戴一帆，曾生躍，陳善勇，光學(xué)精密工程， 2009, 17(2) : 251-256”中提出了迭代拼接算法，該算法對(duì)定位精度的要求相對(duì)寬松，但是其 存在拼接算法復(fù)雜以及計(jì)算效率低等問(wèn)題。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服上述檢測(cè)技術(shù)中存在的不足，提供一種大口徑光學(xué)非球面鏡 檢測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以有效地解決現(xiàn)有的幾種定量檢測(cè)方法存在的問(wèn)題，無(wú)需設(shè)計(jì)和制造 復(fù)雜非球面輔助鏡，并且不需要高精密的定位平臺(tái)，具有設(shè)備及算法簡(jiǎn)單、檢測(cè)成本低、檢 測(cè)精度及效率高等特點(diǎn)。
本發(fā)明是通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。
本發(fā)明的一種大口徑光學(xué)非球面鏡檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于包括干涉儀、標(biāo)準(zhǔn)球面 透射鏡頭、一維電控平移臺(tái)、五維電控精密平臺(tái)及計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)。將標(biāo)準(zhǔn)球面透射鏡頭 安裝在干涉儀上，干涉儀出射的平行光經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)球面透射鏡頭后轉(zhuǎn)變?yōu)楸容^球面波；根據(jù)被 測(cè)非球面幾何參數(shù)將其劃分為若干子孔徑，通過(guò)計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)控制一維電控平移臺(tái)來(lái)帶 動(dòng)干涉儀沿非球面對(duì)稱軸方向移動(dòng)，通過(guò)計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)控制五維電控精密平臺(tái)調(diào)整被測(cè) 非球面與干涉儀的相對(duì)位置，以完成對(duì)非球面各子孔徑的檢測(cè)；檢測(cè)過(guò)程中，干涉儀發(fā)出的 一系列不同曲率半徑的比較球面波與被測(cè)非球面相應(yīng)的內(nèi)切圓匹配，產(chǎn)生一系列可分辨的 子孔徑干涉條紋，各干涉條紋中對(duì)比度較好且條紋最稀疏的部分為被測(cè)非球面相應(yīng)內(nèi)切圓 的切點(diǎn)位置，即最佳匹配點(diǎn)在像素坐標(biāo)系下的位置，通過(guò)干涉儀自帶數(shù)據(jù)處理軟件將一系 列子孔徑干涉條紋對(duì)應(yīng)的波程差數(shù)據(jù)提取出來(lái)并存儲(chǔ)；在完成各子孔徑數(shù)據(jù)的預(yù)處理操作 后，利用重疊區(qū)域面形信息的一致性，由子孔徑拼接算法進(jìn)行全孔徑面形誤差重構(gòu)，從而獲 得被測(cè)非球面面形誤差信息。
所述一種大口徑光學(xué)非球面鏡檢測(cè)系統(tǒng)，不僅可以用于旋轉(zhuǎn)對(duì)稱光學(xué)非球面元件 的面形誤差檢測(cè)，也可用于離軸光學(xué)非球面元件的檢測(cè)。
所述一維電控平移臺(tái)，采用普通商用的一維數(shù)控位移臺(tái)，可以控制干涉儀做一維 直線運(yùn)動(dòng)。
所述五維電控平臺(tái)，可精確調(diào)整被測(cè)非球面做扭擺、俯仰和旋轉(zhuǎn)以及二維正交直 線運(yùn)動(dòng)。
所述子孔徑數(shù)據(jù)的預(yù)處理操作，包括波程差數(shù)據(jù)特征點(diǎn)提取及圓擬合操作、無(wú)約 束非線性優(yōu)化迭代算法。
所述無(wú)約束非線性優(yōu)化迭代算法，采用公知的精確或不精確線性搜索算法實(shí)現(xiàn)。
有益效果
本發(fā)明無(wú)需制造特殊的輔助光學(xué)元件，檢測(cè)準(zhǔn)備周期短，并且無(wú)需依賴高精密的 位移調(diào)整裝置，同時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、數(shù)據(jù)處理量小易于操作且算法簡(jiǎn)單，較好地兼顧了 檢測(cè)系統(tǒng)性能、檢測(cè)成本和檢測(cè)效率。
圖中，1-被測(cè)非球面、2-比較球面波、3-干涉儀、4-標(biāo)準(zhǔn)球面透射鏡頭、5- —維電 控平移臺(tái)、6-五維精密電控平臺(tái)、7-計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)、8-特征點(diǎn)。


圖1為本發(fā)明中提到的檢測(cè)系統(tǒng)裝置示意圖2為本發(fā)明軸向移動(dòng)干涉儀過(guò)程中，干涉儀產(chǎn)生的比較球面波前和被測(cè)非球面在不同內(nèi)切圓位置相匹配時(shí)的示意圖3為本發(fā)明中的像素坐標(biāo)系和空間坐標(biāo)系的幾何關(guān)系圖4為本發(fā)明中提到的干涉條紋之一，比較球面波前與被測(cè)非球面某一內(nèi)切圓相匹配時(shí)的情形；對(duì)應(yīng)圖2中的內(nèi)切圓中心坐標(biāo)在Zl處的干涉圖5為本發(fā)明中干涉儀軟件對(duì)圖4中的干涉條紋直接處理得到的波程差數(shù)據(jù)等高線圖6為本發(fā)明中提到的干涉條紋之二，比較球面波前與被測(cè)非球面某一內(nèi)切圓相匹配時(shí)的情形；對(duì)應(yīng)圖2中的內(nèi)切圓中心坐標(biāo)在Z2處的干涉圖7為本發(fā)明中干涉儀軟件對(duì)圖6中的干涉條紋直接處理得到的波程差數(shù)據(jù)等高線圖8為本發(fā)明對(duì)圖5數(shù)據(jù)進(jìn)行特征點(diǎn)數(shù)據(jù)提取及圓擬合結(jié)果示意圖9為本發(fā)明提及的無(wú)約束非線性優(yōu)化迭代算法流程圖。
圖10為圖5數(shù)據(jù)經(jīng)無(wú)約束非線性優(yōu)化迭代處理后的真實(shí)面形誤差等高圖11為圖7數(shù)據(jù)經(jīng)無(wú)約束非線性優(yōu)化迭代處理后的真實(shí)面形誤差等高圖；
圖12為本發(fā)明得到的全口徑非球面面形誤差數(shù)據(jù)等高圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施方式
詳細(xì)介紹本發(fā)明。
如圖1為本發(fā)明的一種大口徑光學(xué)非球面境檢測(cè)系統(tǒng)的裝置，包括干涉儀3、標(biāo)準(zhǔn)球面透射鏡頭4、一維電控平移臺(tái)5、五維精密電控平臺(tái)6、計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)7，被測(cè)非球面I 裝卡在五維精密電控平臺(tái)6上，干涉儀3固定在一維電控平移臺(tái)5上，標(biāo)準(zhǔn)球面透射鏡頭4 安裝于干涉儀3上，通過(guò)計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)7可控制一維電控平移臺(tái)5來(lái)帶動(dòng)干涉儀3沿被測(cè)非球面I對(duì)稱軸方向移動(dòng)，同時(shí)控制五維電控精密平臺(tái)6來(lái)調(diào)整被測(cè)非球面I與干涉儀 3的相對(duì)位置；
所述一維電控平移臺(tái)5不需要具備較高的重復(fù)精度和定位精度，五維精密電控平臺(tái)6可以精確調(diào)整被測(cè)非球面做扭擺、俯仰、旋轉(zhuǎn)以及二維正交直線運(yùn)動(dòng)。
圖2為本發(fā)明軸向移動(dòng)干涉儀過(guò)程中，干涉儀產(chǎn)生的不同比較球面波前與被測(cè)非球面相應(yīng)內(nèi)切圓匹配時(shí)的位置示意圖，其中R0、RU R2分別為比較球面波前與被測(cè)非球面內(nèi)切圓圓心在Z0、ZU Z2處相匹配時(shí)的內(nèi)切圓半徑；W為最佳匹配點(diǎn)(即比較球面波2與被測(cè)非球面鏡I相匹配時(shí)內(nèi)切圓的切點(diǎn)位置)在空間坐標(biāo)系XOZ下的距離為Λ XI，與其在像素坐標(biāo)Χ0’ ζ下移動(dòng)的距離Λχρ 相對(duì)應(yīng)；圖3揭示了像素坐標(biāo)系χο’ ζ和空間坐標(biāo)系XOZ 的幾何關(guān)系示意圖，根據(jù)公知的幾何成像原理，像素坐標(biāo)值Λ xpl和空間坐標(biāo)值Λ Xl呈線性關(guān)系，設(shè)橫向坐標(biāo)比例因子為β。
圖4為本發(fā)明中比較球面波2與被測(cè)非球面鏡I中心坐標(biāo)在Zl處的內(nèi)切圓相匹配時(shí)的干涉條紋圖，此時(shí)，圓形子孔徑的條紋空間頻率比較低，干涉儀3能夠分辨，以此作為第一個(gè)子孔徑條紋數(shù)據(jù)，圖5即為干涉儀3采集處理得到的第一個(gè)子孔徑(圓形)波程差數(shù)據(jù)。
圖6為干涉儀軸向移動(dòng)一段距離后，比較球面2和被測(cè)非球面鏡I 一中心坐標(biāo)在 Z2處的內(nèi)切圓相匹配時(shí)的干涉條紋圖。在所匹配的環(huán)帶區(qū)域，比較球面2與被測(cè)非球面鏡 I之間的偏離量較小，對(duì)應(yīng)條紋空間頻率低，干涉儀3可分辨，其他區(qū)域則由于偏離量過(guò)大， 導(dǎo)致條紋空間頻率高，以致干涉儀3無(wú)法分辨。通過(guò)干涉儀3數(shù)據(jù)處理軟件提取圖6中的環(huán)帶區(qū)域干涉條紋數(shù)據(jù)，得到環(huán)形子孔徑波程差數(shù)據(jù)，如圖7所示。
圖8為本發(fā)明對(duì)圖5中的波程差數(shù)據(jù)進(jìn)行特征點(diǎn)數(shù)據(jù)提取及圓擬合結(jié)果示意圖， 利用計(jì)算機(jī)7將圖5中的波程差數(shù)據(jù)投影到二維平面后并用極坐標(biāo)形式表示，然后提取波程差數(shù)據(jù)在不同極角下沿徑向方向上的最小值點(diǎn)，以此作為特征點(diǎn)數(shù)據(jù)并用最小二乘法對(duì)提取得到的特征點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行圓擬合操作。根據(jù)幾何成像原理(見(jiàn)圖3)，擬合圓半徑大小即為最佳匹配點(diǎn)在像素坐標(biāo)系χο’ ζ下的像素坐標(biāo)值Λ xpl ο
本發(fā)明的具體檢測(cè)步驟如下
以旋轉(zhuǎn)對(duì)稱二次非球 面為例進(jìn)行說(shuō)明，旋轉(zhuǎn)軸為Z軸，以被測(cè)非球面I頂點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)建立坐標(biāo)系。則被測(cè)非球面I子午方向上的矢高方程表示為
z(x) = -—0(I)I + [1- (K + Dc-X2Y12
其中K為二次曲面系數(shù)，R0為非球面頂點(diǎn)曲率半徑，C=I/!^
第一步為確保產(chǎn)生的比較球面波2能夠完全覆蓋被測(cè)非球面I表面，根據(jù)被測(cè)光學(xué)非球面I的設(shè)計(jì)參數(shù)，按照標(biāo)準(zhǔn)球面透射鏡頭4的F#必須小于被測(cè)非球面I的R#的原貝U，選擇合適的標(biāo)準(zhǔn)球面透射鏡頭4。
第二步按照?qǐng)D1所示結(jié)構(gòu)搭建檢測(cè)系統(tǒng)，正確安裝標(biāo)準(zhǔn)球面透射鏡頭4并進(jìn)行仔細(xì)的調(diào)整，要求干涉儀3、標(biāo)準(zhǔn)球面透射鏡頭4和被測(cè)非球面I中心盡可能重合。
第三步通過(guò)計(jì)算機(jī)7控制一維電控平移臺(tái)5讓干涉儀3和標(biāo)準(zhǔn)球面透射鏡頭4 在光軸方向上移動(dòng)一段距離，使從標(biāo)準(zhǔn)球面透射鏡頭4出射的比較球面波2與被測(cè)非球面I 上某一內(nèi)切圓相匹配，得到類似圖4或圖6的干涉條紋。利用干涉儀3數(shù)據(jù)處理軟件對(duì)干涉條紋進(jìn)行分析處理，得到波程差數(shù)據(jù)Wn(X)并存盤(pán)。重復(fù)此步，直到完成對(duì)整個(gè)被測(cè)非球面鏡I的全口徑測(cè)量，整個(gè)測(cè)量過(guò)程中，需要保證前后兩個(gè)相鄰子孔徑數(shù)據(jù)要有一定的重置區(qū)域。
第四步計(jì)算被測(cè)非球面I面形誤差數(shù)據(jù)e (x)。利用計(jì)算機(jī)7將各子孔徑波程差數(shù)據(jù)Wn(x)投影到二維平面后用極坐標(biāo)表示，分別計(jì)算各波程差數(shù)據(jù)《η(Χ) (η = I,…，N, 為子孔徑個(gè)數(shù))在不同極角下沿徑向方向上的最小值點(diǎn)，以此作為其特征點(diǎn)樣本數(shù)據(jù)，利用最小二乘法對(duì)特征點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行圓擬合操作，得到各子孔徑的最佳匹配點(diǎn)在像素坐標(biāo)系xo’z 下的位置Λ χρη。
由于子孔徑測(cè)量的本質(zhì)是以球面波為基準(zhǔn)檢測(cè)非球面，因此干涉儀3測(cè)量得到的子孔徑波程差數(shù)據(jù)需要剔除各子孔徑數(shù)據(jù)與其比較球面的理論偏差。為獲得各子孔徑真實(shí)面形誤差數(shù)據(jù)，需要對(duì)各子孔徑進(jìn)行預(yù)處理操作，本發(fā)明通過(guò)無(wú)約束非線性優(yōu)化迭代算法實(shí)現(xiàn)，其流程圖如圖9所示，具體算法如下
(I)輸入最佳匹配點(diǎn)像素坐標(biāo)值Λ xpn和被測(cè)非球面曲面參數(shù)；
(2)給定橫向坐標(biāo)比例因子β i (i=l,…，M，為迭代次數(shù))初始值；
(3)計(jì)算目標(biāo)函數(shù)匕值根據(jù)最佳匹配點(diǎn)在像素坐標(biāo)系xo’ z下的位置A xpn和橫向坐標(biāo)比例因子P i，可 容易計(jì)算得到最佳匹配點(diǎn)的空間坐標(biāo)AXi = AxpnX ^ ,;再結(jié)合二次非球面曲面參數(shù)和幾
何性質(zhì)，可以得到比較球面波半徑
權(quán)利要求
1.一種大口徑光學(xué)非球面鏡檢測(cè)系統(tǒng)，包括干涉儀、標(biāo)準(zhǔn)球面透射鏡頭、一維電控平移臺(tái)、五維電控精密平臺(tái)及計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)；將標(biāo)準(zhǔn)球面透射鏡頭安裝在干涉儀上；干涉儀出射的平行光經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)球面透射鏡頭后轉(zhuǎn)變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)球面波；根據(jù)被測(cè)非球面幾何參數(shù)將其劃分為若干子孔徑，通過(guò)計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)控制一維電控平移臺(tái)以帶動(dòng)干涉儀沿非球面對(duì)稱軸方向移動(dòng)，然后通過(guò)計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)控制五維電控精密平臺(tái)來(lái)調(diào)整被測(cè)非球面與干涉儀的相對(duì)位置，以完成對(duì)非球面各子孔徑的檢測(cè)；檢測(cè)過(guò)程中，干涉儀發(fā)出的一系列不同曲率半徑的比較球面波與被測(cè)非球面相應(yīng)的內(nèi)切圓匹配，產(chǎn)生一系列由中心向邊緣移動(dòng)的可分辨的干涉條紋，通過(guò)干涉儀自帶數(shù)據(jù)處理軟件將一系列可分辨的干涉條紋對(duì)應(yīng)的波程差數(shù)據(jù)提取出來(lái)并存儲(chǔ)；隨后對(duì)所得各子孔徑數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理操作，最后由子孔徑拼接算法進(jìn)行全孔徑面形誤差重構(gòu)，從而獲得被測(cè)非球面面形誤差信息。所述的子孔徑數(shù)據(jù)預(yù)處理操作，包括波程差特征點(diǎn)提取及圓擬合操作，無(wú)約束非線性優(yōu)化迭代算法。
2.根據(jù)權(quán)利要求書(shū)I所述的一種大口徑光學(xué)非球面鏡檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所述的無(wú)約束非線性優(yōu)化迭代算法，采用公知的精確或不精確線性搜索方法實(shí)現(xiàn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求書(shū)I所述的一種大口徑光學(xué)非球面鏡檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所述的波程差數(shù)據(jù)特征點(diǎn)提取及圓擬合操作是將波程差數(shù)據(jù)投影到二維平面后用極坐標(biāo)形式表示，然后提取波程差數(shù)據(jù)在不同極角下徑向方向上的最小值點(diǎn)，以此作為特征點(diǎn)數(shù)據(jù)并用最小二乘法對(duì)提取得到的特征點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行圓擬合操作。
4.根據(jù)權(quán)利要求書(shū)I所述的一種大口徑光學(xué)非球面鏡檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所述的子孔徑拼接算法是利用重疊區(qū)域面形信息的一致性，通過(guò)全局優(yōu)化拼接的方式實(shí)現(xiàn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求書(shū)I所述的一種大口徑光學(xué)非球面鏡檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所述的一維電控平移臺(tái)采用普通商用的一維數(shù)控位移臺(tái)。
6.根據(jù)權(quán)利要求書(shū)I所述的一種大口徑光學(xué)非球面鏡檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所述的五維精密電控平臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)扭擺、俯仰和旋轉(zhuǎn)以及二維正交直線運(yùn)動(dòng)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種大口徑光學(xué)非球面鏡檢測(cè)系統(tǒng)，包括干涉儀、標(biāo)準(zhǔn)球面透射鏡頭、一維電控平移臺(tái)、五維電控精密平臺(tái)及計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)，通過(guò)計(jì)算機(jī)控制一維電控平移臺(tái)和五維電控精密平臺(tái)來(lái)調(diào)整干涉儀與被測(cè)非球面的相對(duì)位置，完成對(duì)非球面的檢測(cè)。檢測(cè)過(guò)程中，干涉儀發(fā)出的比較球面波與被測(cè)非球面相應(yīng)的內(nèi)切圓匹配，產(chǎn)生一系列可分辨的子孔徑干涉條紋，提取各干涉條紋對(duì)應(yīng)的波程差數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)；在完成對(duì)各子孔徑波程差數(shù)據(jù)預(yù)處理后，由子孔徑拼接算法重構(gòu)出被測(cè)非球面面形誤差。本發(fā)明無(wú)需設(shè)計(jì)和制造補(bǔ)償器以及高精度電控平移臺(tái)，為大口徑、大相對(duì)口徑非球面的檢測(cè)提供了一種有效手段，具有廣闊的應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)G01B11/24GK102997864SQ20121054818
公開(kāi)日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2012年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月17日
發(fā)明者程灝波, 文永富, 張慧靜, 周東梅 申請(qǐng)人:北京理工大學(xué)