【摘要】：旋轉(zhuǎn)對稱非球面光學(xué)元件,有校正像差、改善像質(zhì)、優(yōu)化光路結(jié)構(gòu)的優(yōu)點,已被廣泛應(yīng)用到各種光學(xué)系統(tǒng)中,但其較高的面形自由度,給檢測帶來較大困難。利用軸上掃描的光干涉法測量非球面,干涉儀出射不同曲率半徑的標(biāo)準(zhǔn)球面波與非球面相切,在切點附近產(chǎn)生條紋密度稀疏的環(huán)形干涉條紋。本文在此基礎(chǔ)上對非球面進(jìn)行孔徑劃分,通過相位連接技術(shù)連接各子孔徑頂點和零位位置,在物面坐標(biāo)系重建非球面三維形貌。主要研究內(nèi)容有:針對非球面的設(shè)計公式,對非球面進(jìn)行特征屬性分析,研究利用軸向掃描的光干涉法測量非球面的各種影響因素,并據(jù)此規(guī)劃非球面掃描路徑,劃定子孔徑范圍。搭建斐索干涉測量模型,通過光線追跡、擬合、逆追跡、再次追跡消除畸變效應(yīng)對干涉光路追跡效果的影響,實現(xiàn)對測試光線與光軸夾角的標(biāo)定,獲得參考光路與測試光路的光程差,驅(qū)動非球面軸向移動完成移相和非球面掃描過程。利用相位連接算法對非球面進(jìn)行測量,采用大行程和高精度位移相結(jié)合的非球面軸向移動方案;設(shè)計四維調(diào)整架,調(diào)整非球面軸上移動姿態(tài);提取干涉波前,去除裝調(diào)誤差,獲取干涉零位,利用相位連接算法恢復(fù)非球面面形并與輪廓儀掃描結(jié)果比對,測量結(jié)果基本一致,RMS差值在1/30λ左右(λ=632.8nm)。
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TH74
【圖文】：

在非球面檢測方法中，常見的有非干涉法和干涉法。目前在國內(nèi)比較常用的非干涉逡逑法主要是面型輪廓法，英國的Ｔａｙｌｏｒ邋Ｈｏｂｓｏｎ公司制造的ＰＧＩ系列掃描探針輪廓儀是較逡逑早出現(xiàn)的接觸式測量儀器，圖１．１為掃描探針輪廓儀裝置圖。近些年來隨著產(chǎn)品的發(fā)展，逡逑ＰＧＩ系列輪廓儀能對多種面形的光學(xué)元件進(jìn)行檢測，包括自由曲面和有較大睹度的光學(xué)逡逑非球面，最大測量口徑為２００ｍｍ，且表面粗趟度分辨率可達(dá)０．２ｎｍＰｑ。但是接觸式的測逡逑量容易劃傷光學(xué)儀器的表面，而且一次測量只能進(jìn)斤單一方向的輪廓描繪，若要得到整逡逑體的面形信息，則需要進(jìn)行多次的掃描，耗費較長的檢測時間，效率極低［２７］。逡逑與非干涉的接觸式測量相比，干涉測量法有著較高的測量精度、非接觸的測量更能逡逑有效的保護(hù)光學(xué)表面，而且能夠?qū)崿F(xiàn)全口徑的測量，因此干涉法測量己經(jīng)越來越多的應(yīng)逡逑用到高精度非球面的檢測中。光學(xué)非球面的干涉法測量主要包括零位干涉法和非零位干逡逑涉法。逡逑１．２．１零位檢測逡逑在干涉測量中，當(dāng)待測光學(xué)元件與參考波面完全匹配，光線經(jīng)過待測件反射后沿原逡逑路返回

Ｈ＇邋Ｊａｉ邐＾逡逑圖１．１邋Ｔａｙｌｏｒ邋Ｈｏｂｓｏｎ掃描探針輪廓儀逡逑在非球面檢測方法中，常見的有非干涉法和干涉法。目前在國內(nèi)比較常用的非干涉逡逑法主要是面型輪廓法，英國的Ｔａｙｌｏｒ邋Ｈｏｂｓｏｎ公司制造的ＰＧＩ系列掃描探針輪廓儀是較逡逑早出現(xiàn)的接觸式測量儀器，圖１．１為掃描探針輪廓儀裝置圖。近些年來隨著產(chǎn)品的發(fā)展，逡逑ＰＧＩ系列輪廓儀能對多種面形的光學(xué)元件進(jìn)行檢測，包括自由曲面和有較大睹度的光學(xué)逡逑非球面，最大測量口徑為２００ｍｍ，且表面粗趟度分辨率可達(dá)０．２ｎｍＰｑ。但是接觸式的測逡逑量容易劃傷光學(xué)儀器的表面，而且一次測量只能進(jìn)斤單一方向的輪廓描繪，若要得到整逡逑體的面形信息，則需要進(jìn)行多次的掃描，耗費較長的檢測時間，效率極低［２７］。逡逑與非干涉的接觸式測量相比

圖１．３邋Ｏｆｆｈｅｒ補(bǔ)償鏡示意圖逡逑

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5 賈立德;鄭子文;戴一帆;李圣怡;;擺臂式非球面輪廓儀的原理與試驗[J];光學(xué)精密工程;2007年04期

6 張學(xué)忱;曹國華;聶鳳鳴;吳慶堂;;基于軸對稱非球面元件的加工模型研究[J];圖學(xué)學(xué)報;2012年01期

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8 潘君驊,王建國;用銑磨法加工二次非球面的數(shù)學(xué)原理[J];光學(xué)學(xué)報;1984年03期

9 Erich Heynacher ,辛企明;用機(jī)械法制造非球面[J];光學(xué)技術(shù);1987年01期

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2 伍文;伍凡;;用計算機(jī)輔助干涉儀測試非球面[A];'99十一�。ㄊ校┕鈱W(xué)學(xué)術(shù)會議論文集[C];1999年

3 孫丹;沙定國;蘇大圖;;檢測非球面面形的菲索干涉儀部分補(bǔ)償器設(shè)計[A];光電技術(shù)與系統(tǒng)文選——中國光學(xué)學(xué)會光電技術(shù)專業(yè)委員會成立二十周年暨第十一屆全國光電技術(shù)與系統(tǒng)學(xué)術(shù)會議論文集[C];2005年

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本文編號：2775940