1.一種干涉測量中成像畸變的標定系統(tǒng),包括干涉測量裝置、調(diào)整機構(gòu),其特征在于,還包括球冠網(wǎng)格板和數(shù)據(jù)處理裝置,
所述球冠網(wǎng)格板上分布有標記孔以及由所述標記孔標記而成的坐標軸,所述球冠網(wǎng)格板的曲率半徑與對被檢光學(xué)元件曲率半徑相同,用于對所述被檢光學(xué)元件進行畸變標定;
所述調(diào)整機構(gòu),用于調(diào)整所述光學(xué)被檢光學(xué)元件處于所述干涉測量裝置共焦干涉檢測位置,所述被檢光學(xué)元件被檢區(qū)域中心、所述球冠網(wǎng)格板的幾何中心與所述干涉測量裝置的光軸重合,并調(diào)整所述球冠網(wǎng)格板的坐標軸與所述干涉測量裝置CCD探測器的坐標軸重合;
所述干涉測量裝置,用于對所述球冠網(wǎng)格板及所述被檢光學(xué)元件進行干涉檢測,獲取所述球冠網(wǎng)格板標記孔的干涉圖和所述被檢光學(xué)元件的干涉圖;
所述數(shù)據(jù)處理裝置,用于根據(jù)所述球冠網(wǎng)格板標記孔的干涉圖數(shù)據(jù)計算畸變坐標和無畸變坐標的函數(shù)關(guān)系,得到畸變函數(shù)模型;還用于根據(jù)所述被檢光學(xué)元件的干涉圖及所述畸變函數(shù)模型,計算得到所述被檢光學(xué)元件的面形誤差;
所述干涉測量裝置與所述調(diào)整機構(gòu)相對設(shè)置,所述被檢光學(xué)元件設(shè)置于所述調(diào)整機構(gòu)上,所述球冠網(wǎng)格板設(shè)置于所述干涉測量裝置與所述被檢光學(xué)元件之間。
2.如權(quán)利要求1所述的干涉測量中成像畸變的標定系統(tǒng),其特征在于,所述球冠網(wǎng)格板為金屬結(jié)構(gòu),所述標記孔為錐形通孔。
3.如權(quán)利要求1所述的干涉測量中成像畸變的標定系統(tǒng),其特征在于,所述調(diào)整結(jié)構(gòu)包括轉(zhuǎn)臺和五維調(diào)整臺,所述轉(zhuǎn)臺設(shè)置于所述五維調(diào)整臺上;
所述五維調(diào)整臺用于調(diào)整所述被檢光學(xué)元件的空間位置,使所述被檢光學(xué)元件及所述球冠網(wǎng)格板被檢區(qū)域中心與所述干涉測量裝置光軸重合;
所述轉(zhuǎn)臺用于調(diào)整所述球冠網(wǎng)格板的幾何中心與所述干涉測量裝置的 光軸重合。
4.如權(quán)利要求1所述的干涉測量中成像畸變的標定系統(tǒng),其特征在于,所述球冠網(wǎng)格板還包括固定結(jié)構(gòu),用于將所述球冠網(wǎng)格板固定于所述被檢光學(xué)元件上。
5.如權(quán)利要求1所述的干涉測量中成像畸變的標定系統(tǒng),其特征在于,所述干涉測量裝置提取球冠網(wǎng)格板中心標記孔與相鄰四個標記孔的平均像素間隔作為理想放大率,并將所有標記孔與中心標記孔的單位像素間隔作為實際放大率,根據(jù)所述球冠網(wǎng)格板標記孔含畸變干涉圖數(shù)據(jù),計算所述球冠網(wǎng)格板標記孔畸變坐標和無畸變坐標之間的函數(shù)關(guān)系,得到畸變函數(shù)模型。
6.一種干涉測量中成像畸變的標定方法,其特征在于,包括以下步驟:
S1、調(diào)整被檢光學(xué)元件處于干涉測量裝置的共焦干涉檢測位置,并使所述被檢光學(xué)元件表面在CCD探測器上清晰成像,調(diào)整所述被檢光學(xué)元件被檢區(qū)域中心與所述干涉測量裝置光軸重合;
S2、將球冠網(wǎng)格板放置于所述干涉測量裝置與所述被檢光學(xué)元件之間,所述球冠網(wǎng)格板一側(cè)與所述被檢光學(xué)元件表面接觸,調(diào)整所述網(wǎng)格板標記孔的幾何中心與所述干涉測量裝置光軸重合,并使所述球冠網(wǎng)格板標記孔的坐標軸分別與所述干涉測量裝置CCD探測器的坐標軸重合;所述球冠網(wǎng)格板根據(jù)被檢光學(xué)元件的曲率半徑及口徑參數(shù)設(shè)計而成,所述球冠網(wǎng)格板為帶有標記孔及坐標軸的不透光結(jié)構(gòu);
S3、利用所述干涉測量裝置對所述球冠網(wǎng)格板及所述被檢光學(xué)元件進行干涉檢測,獲取所述球冠網(wǎng)格板標記孔的含畸變干涉圖;
S4、根據(jù)所述球冠網(wǎng)格板標記孔含畸變干涉圖數(shù)據(jù),并提取球冠網(wǎng)格板中心標記孔與相鄰四個標記孔的平均像素間隔作為理想放大率,將所有標記孔與中心標記孔的單位像素間隔作為實際放大率,計算所述球冠網(wǎng)格板標記孔畸變坐標和無畸變坐標之間的函數(shù)關(guān)系,得到畸變函數(shù)模型;
S5、將所述球冠網(wǎng)格板取下,利用所述干涉測量裝置對所述被檢光學(xué) 元件進行干涉測量,獲得所述被檢光學(xué)元件含畸變干涉圖;
S6、利用所述畸變函數(shù)模型及所述被檢光學(xué)元件含畸變干涉圖,求解所述被檢光學(xué)元件無畸變干涉圖,從而獲得所述被檢光學(xué)元件畸變干涉圖中的面形誤差,完成對所述被檢光學(xué)元件的畸變標定。
7.如權(quán)利要求6所述的干涉測量中成像畸變的標定方法,其特征在于,所述步驟S2中,所述球冠網(wǎng)格板與所述被檢光學(xué)元件接觸的表面曲率半徑與被檢光學(xué)元件曲率半徑相同,同時在X軸和Y軸上制作可以標識坐標軸方向的標記孔。
8.如權(quán)利要求6所述的干涉測量中成像畸變的標定方法,其特征在于,所述步驟S4包括以下步驟:
S41、去除所述球冠網(wǎng)格板標記孔含畸變干涉圖的噪聲點;
S42、通過計算球冠網(wǎng)格板每個標記孔全部像素坐標的算術(shù)平均值,求得球冠網(wǎng)格板每個標記孔含畸變的幾何中心坐標;
S43、以球冠網(wǎng)格板中心標記孔與相鄰四個標記孔的平均像素間隔作為理想放大率,每個標記孔與中心標記孔的單位像素間隔作為實際放大率,根據(jù)理想放大率計算每個標記孔幾何中心的無畸變坐標,從而獲得每個標記孔幾何中心的畸變坐標和無畸變坐標之間的函數(shù)關(guān)系,得到畸變函數(shù)模型。
9.如權(quán)利要求8所述的干涉測量中成像畸變的標定方法,其特征在于,步驟S43中,畸變函數(shù)模型為二階或四階多項式,通過每個標記孔幾何中心的畸變坐標和無畸變坐標之間的函數(shù)關(guān)系表示。
10.如權(quán)利要求9所述的干涉測量中成像畸變的標定方法,其特征在于,步驟S43中,所述畸變函數(shù)模型為二階多項式畸變函數(shù)模型:
u=a0+a1x+a2y+a3x2+a4y2+a5xy,
v=b0+b1x+b2y+b3x2+b4y2+b5xy
其中,a0a1a2a3a4a5和b0b1b2b3b4b5是對應(yīng)多項式函數(shù)的系數(shù)。(u,v)為 球冠網(wǎng)格板標記孔幾何中心的含畸變CCD坐標,(x,y)為球冠網(wǎng)格板標記孔幾何中心無畸變坐標。