二次非球面鏡檢測中基于波前等高線圖的調整方法

晁格平,楊朋利,楊子建，付曉慶，王艷維

(西安應用光學研究所，陜西 西安 710065)

引言

非球面光學元件與傳統球面光學元件相比，在改善像質、提高系統光學性能、減小外形尺寸和質量等方面有無可比擬的優勢[1-2]，已廣泛應用在各種光學系統中。隨著光學系統性能的不斷提高，對非球面的要求亦越來越高。干涉檢測作為常用的精密測量手段已經被普遍采用。對常用的大口徑二次曲面反射元件而言，當要求的精度很高時，檢測過程中的調整環節引入的誤差對檢測精度影響非常明顯。如何保證檢測結果的高精準，即如何剔除干涉檢測過程中引入的調整誤差就顯得十分重要。

目前，國內相關研究單位主要采用基于光線解析法[3-4]的誤差分離模型，或利用調整誤差與其像差關系的調整模型[5-6]，進而通過一定的算法來求解調整誤差[7]。這兩種方法對調整誤差的求解算法要求較高，實際調整環節亦需要往復[8-10]。

本文提出利用波前等高線圖實時判斷調整趨勢并結合其公差分析確定調整量的數值大小，根據仿真及實物測試，完全可以很好地去除調整環節引入的調整誤差，保證檢測結果的精度。

1 理論分析

干涉檢測過程中的被測非球面光學元件調整誤差可以理解為元件偏離了空間名義位置姿態，進而造成波像差的變化。具體的調整誤差包括元件的平移Dx、Dy、Dz與旋轉θx、θy、θz，由于元件為回轉對稱體，所以繞z軸的旋轉θz不予考慮。

首先利用波前等高線圖走勢判斷調整方向?！?br>