基于N次圖像旋轉法的兩平晶三面互檢技術研究

（南京理工大學 電子工程與光電技術學院，江蘇 南京 210094）

引言

光學平面面形的相對測量結果受干涉儀參考平晶面形精度的影響，絕對檢驗技術能夠分離出參考平晶的面形誤差，實現平晶面形的高精度檢測。G.Schulz 和J.Schwider 最早提出了三平板互檢法，獲取一條直徑方向上的絕對面形分布[1]，韓森等人在此基礎上增加一次旋轉測量，得到全面形分布[2]。三平板互檢法在測量過程中需要更換參考鏡，操作不便。繼而發展出兩平板絕對檢驗方法，主要包括偽剪切法[3-5]、旋轉平移法[6-10]及兩平板三面互檢法[11-12]。Keenan 提出偽剪切方法，平移待測鏡得到絕對面形偏差，再通過積分得到絕對面形分布，但是在平移過程中容易引入額外傾斜，無法重建待測波面的離焦和像散項[3]。Fujimoto 提出旋轉平移法，在偽剪切方法的基礎上增加一次旋轉測量，重建了像散項誤差，仍然不能恢復離焦項[6]。徐晨等人提出了兩平晶三面互檢的絕對檢驗方法，通過提前測量測試平晶的折射率非均勻性，結合Zernike 多項式得到絕對面形低頻分布[11]。在此基礎上，孫文卿分別從空域和頻域使用圖像旋轉算法和快速傅里葉變換方法解算波面，此時圖像旋轉算法集中于低頻波面的求解[12]。

本文采用基于N次圖像旋轉法的兩平晶三面互檢方法，對平晶的三維絕對面形進行求解，結果中包含了中頻波段的面形誤差。推導了算法的理論誤差，仿真計算了虛擬旋轉次數和算法精度之間的關系，通過優化旋轉角度和增加虛擬旋轉次數，降低了算法誤差，提高了算法精度。……