利用ZYGO干涉仪进行非球面检测技术研究_龙夫年
激光干涉仪在非球面光学元件制造中的应用
２ 非球面光学元件的计算机辅助制造
通过 激光 干 涉仪对 非球 面光 学元 件 的检测 并经 过 ＭｅｒＰ ｏ ｔｏ ｒＴＭ 软件处 理 ， 可得 到如 图 ３ 示 的彩 色 所
图像 。图片 的颜 色是不 均匀 的 ， 这说 明工件 的加 工 是有 误 差 的。不 同的颜 色 代 表 不 同的 面形 误 差 ， 色 深
图 ２ Ｚ Ｏ Ｐ－ ＹＧ Ｇ Ｉ ＨＳ激光 干涉仪操作界 面
Ｆ ｇ ２ Ｔｈ ｐ ｒ ｔ ｇ ｉ ｔ ｒａ ｅ ｏ ＹＧＯ ｉ． ｅ ｏ ｅ ａ ｉ ｎ ｅ ｆ ｃ ｆＺ ｎ ＧＰＩＨＳ － ｌｓ ｒｉ ｔ ｒｅ ｏ ｔ ｒ ａ ｅ ｅ ｆ ｒ ｍｅ ｅ ｎ
激 光干涉仪在 非球面光学元件制造中的应用
＊
师 路 欢
（ 昌学 院 电气信 息工程学 院， 许 河南 许 昌 ４１０） ６ ００
摘要 ：为 了提 高检 测精 度 ， 究 了用激光 干 涉仪检 测 非球 面光 学元件 的 方法 ， 研 阐述 了激 光 干 涉仪
的 工作 原 理 。并通 过 实验证 明 了这种 方 法既 简单 方便 ， 又适 用 于非 球 面度 不 高 的光 学元 件 。缩
量 技术 。所 以必 须对 经过 粗加 工 的工件 进 行 面形 精 度 的检 测 ， 据 检测 数 据 编 写 补偿 加 工程 序 ， 反 复 根 要 经 过“ 工 一检 测 一再加 工” 加 的过程 才能 达 到精密 加工 的要 求 。
１ 干 涉 仪 测 量 系统 构 成
由于现测量 的是 大 口径非 球 面 的光学 元 件 ， 般 的激 光干 涉仪 无 法测 量非 球 面 ， 一 因此 选用 美 国 Ｚ Ｇ Ｙ Ｏ
公 司生产 的 Ｇ Ｉ 激 光干涉仪 。该系统 由硬 件系统 和软件系统 两大部分构 成 ， Ｐ－ ＨＳ 其关 系图见 图 １ 。
光干涉法检测光学非球面面形研究
光干涉法检测光学非球面面形研究光干涉法检测光学非球面面形研究引言：光学非球面表面在现代光学系统中扮演着重要的角色，因为它们能够有效地纠正光学系统的像差并提高成像质量。
因此，对光学非球面面形的准确检测和研究具有重要的意义。
一、光学非球面面形的特点及应用光学非球面面形指的是不符合球面形状的任何光学表面。
与球面不同，光学非球面面形的曲率半径可能根据距离的不同而变化。
这种特性使得光学非球面面形能够更好地纠正复杂的光学系统中的像差。
另外，光学非球面面形还可以降低光学系统的重量和尺寸，提高成像的分辨率和亮度。
因此，它们在许多领域中得到了广泛的应用，如航天技术、激光技术、摄影学和医学成像等。
二、光干涉法的原理及优势光干涉法是一种常用于检测光学非球面面形的方法。
它利用光波的干涉现象来测量光学表面的形状和曲率。
具体而言，光干涉法通过将光线分成两束，然后使它们分别经过待测表面和参考平面，最后再尝试重合两束光线。
由于光波的干涉效应，我们可以通过测量干涉条纹的形状和分布来推断出待测表面的形状。
光干涉法具有几个优势。
首先，它可以在高精度和高分辨率下测量光学非球面面形。
其次，光干涉法对光学系统的像差不敏感，因此能够提供更准确的测量结果。
此外，光干涉法还能够实现非接触式测量，避免了可能对待测表面造成的损伤。
三、光干涉法检测光学非球面面形的实验设计为了验证光干涉法在检测光学非球面面形中的有效性，我们设计了一个实验。
实验使用了一台自制的光干涉仪和一块具有光学非球面面形的样品。
我们首先调整光干涉仪，使得待测表面和参考平面的光程差最小化。
然后，我们观察干涉条纹的形态并将其记录下来。
最后，我们将记录的干涉条纹与模拟得到的条纹进行比对，并通过数值分析提取了待测表面的形状信息。
实验结果显示，光干涉法能够准确地重建光学非球面面形。
通过比对实验结果和模拟条纹，我们发现两者非常吻合。
这表明光干涉法在检测光学非球面面形中具有较高的精度和可靠性。
四、光干涉法检测光学非球面面形的局限性与展望虽然光干涉法在检测光学非球面面形方面取得了一定的成果，但仍存在一些局限性。
凹非球面的非零位干涉检测技术
文章编号 2097-1842（2024）01-0140-10凹非球面的非零位干涉检测技术张 旭，李世杰*，刘丙才，田爱玲，梁海锋，蔡长龙（西安工业大学 光电工程学院, 陕西 西安 710021）摘要：为了实现凹非球面的快速、高精度与通用化检测，文中提出了一种将非球面当做球面，直接采用干涉仪检测的非零位干涉检测方法，并结合相应的数据处理方法，获得非球面的面形误差检测结果。
首先，介绍了该方法的检测原理，建立了回程误差、调整误差的计算与去除模型，研究了面形误差的数据处理方法。
然后，以两个不同非球面度的凹非球面为例，对其回程误差和调整误差进行了仿真计算，验证了该方法的有效性。
最后，搭建了凹非球面的非零位检测实验装置，成功测量得到其面形误差。
通过与自准直零位检测法或LUPHOScan 轮廓测量法检测结果对比发现，两种方法测量得到的面形分布和评价指标具有高度一致性，验证了该检测方法的正确性。
该检测方法在保证高精度测量的同时兼备一定的通用性与便捷性，为凹非球面的通用化检测提供了一种有效手段。
关 键 词：非球面面形测量；非零位干涉检测；回程误差；数据处理中图分类号：TN74 文献标志码：A doi ：10.37188/CO.2023-0042A non-null interferometry for concave aspheric surfaceZHANG Xu ，LI Shi-jie *，LIU Bing-cai ，TIAN Ai-ling ，LIANG Hai-feng ，CAI Chang-long （School of Opto-Electronical Engineering , Xi’an Technological University , Xi’an 710021, China ）* Corresponding author ，E-mail : *****************.cnAbstract : To realize the rapid, high-precision, and universal testing of concave aspheric surface, a non-null interferometry method is proposed in this paper, which takes the asphere as a spherical surface and measures it directly with an interferometer. Combined with the corresponding data processing methods, the test results of the aspheric surface are obtained. Firstly, the detection theory of this method is introduced, the calculation and removal models of retrace error and adjustment error are established, and the data processing method of shape error is studied. Secondly, taking two concave aspherical surfaces with different parameters as an ex-ample, the retrace error and adjustment error are simulated, which verified the effectiveness of the method.Finally, a non-null interferometry experimental setup of concave aspheric surface is performed, and its shape error is successfully obtained. By comparing the results with autocollimation method or LUPHOScan meth-od, it is shown that the surface distribution and evaluation indicators of the results are highly consistent,收稿日期：2023-03-13；修订日期：2023-04-14基金项目：陕西省科技厅资助项目（No. 2022GY-222，No. 2022GY-262）；基础科研（No. JCKY2020426B009）；“一带一路”外国专家创新人才交流项目（No. DL2022040006L ）Supported by Department of Science and Technology Project of Shaanxi Province (No. 2022GY-222, No.2022GY-262); Basic Scientific Research (No. JCKY2020426B009)；"The Belt and Road" Foreign Experts In-novative Talent Exchange Project (No. DL2022040006L)第 17 卷 第 1 期中国光学（中英文）Vol. 17 No. 12024年1月Chinese OpticsJan. 2024which verifies the correctness of this method. This method provides an effective measurement method for concave aspheric surface with high precision, universality, and convenience.Key words: aspheric surface shape measurement；non-null interferometry；retrace error；data processing1 引 言非球面光学元件可以更好地校正像差、改善像质，提供出色的成像锐度和更高的分辨率，同时还能大大减少光学系统的镜片数量、重量与尺寸[1]，已经越来越多地应用于军事国防及高科技民用技术等领域[1-3]。
利用ZYGO干涉仪进行非球面检测技术研究_龙夫年
控制在 01 01K以内. 结果表明, 该检测方法具有 通用性强, 测量 精度高 等特点, 较好 的克服了 以往各 种检测
方法的局限性.
关键词: 高次非球面; 透镜补 偿; 计算全息
中图分类号: TH 74117
文献标识码 : A
文章编号: 0367- 6234( 2005) 02- 0231- 03
第 37卷 第 2期 2 0 0 5年 2 月
哈尔滨工业大学学报 JOURNAL OF HARBIN INST ITUTE OF TECHNOLOGY
V o l1 37 N o1 2 Feb. , 2005
利用 ZYGO干涉仪进行非球面检测技术研究
龙夫年, 郭秀梅, 刘剑峰
(哈尔滨工业大学 航天学院, 黑龙江 哈尔滨 150001)
1) 是在一个椭球面 ( - 1 < k < 0) 的基础上 增加了四、六次项的高次非球面;
2) 口径大, 相对口径也很大, 已经超过了 1;
3) 非球面度 及其变化 量、法 线像差也 都较 大.
对于这样一个高次非球面镜, 用普通的检测
方法很难达到较高的精度.
这里采用上面介绍的透镜补偿和计算全息相
结合的方法检测这个大口径高次非球面镜. 首先
由于非球面不同于球面, 其面形千变万化, 以 上各种检测方法都有一定的局限性, 不能适应高 次非球面加工和检测的要求. 本文提出把光学透 镜补偿和计算全息相结合的方法, 来检测大口径 深度高次非球面. 在 ZYGO 干涉仪检 测光路中, 利用简单的补偿镜和容易制造的计算全息相结合 的方式代替单一而复杂 的计算全息或透 镜补偿
现代航天光学遥感系统越来越多的采用大口 径高次非球面反 射镜, 以改善系统的总 体性能. 然而, 作为大口径高次非球面光学元件制造技术 中不可缺少的定量检测技术, 由于受到各种因素 和条件的限制, 发展相对缓慢.
用非零位补偿法检测大口径非球面反射镜
用非零位补偿法检测大口径非球面反射镜王孝坤;王丽辉;邓伟杰;郑立功【摘要】Circular Subaperture Stitching Interferometry (CSSI) and Annular Subaperture Stitching Interferometry(ASSI) were expounded to realize the test of large aspheric surfaces without the null optics. The theories and principle of the technique were analysised,and the synthetical optimization stitching model and an effective stitching algorithm were established based on homogeneous coordinate transformation and simultaneous least-squares fitting. The softwares of CSSI and ASSI weredevised,respectively, then the experiment was carried out for a φ350 mm hyperboloid by CSSI, ASSI and a null test, respectively. Experiments show that the differences of PV and RMS errors between null test and CSSI are 0.03lλ and 0. 004λ, and those between null test and ASSI are 0. 028λ and 0. 006λ, respectively,while their synthesized surface maps are consistent to the entire surface map from the null test. The technique proposed in this paper provides another quantitive measurement for testing large aperture aspheres besides the null-compensation method.%研究了利用圆形子孔径拼接和环形子孔径拼接检测非球面的方法,以实现非零位补偿法对大口径非球面的测量.分析和研究了该技术的基本原理,并基于齐次坐标变换和最小二乘拟合建立了综合优化和误差均化的拼接数学模型;分别开发了圆形子孔径拼接和环形子孔径拼接检测非球面的算法软件;设计和搭建了子孔径拼接干涉检测装置,并分别利用圆形子孔径拼接和环形子孔径拼接实现了对一口径为350 mm的双曲面的检测.对待测非球面进行了零位补偿检测实验,结果显示,圆形子孔径拼接与全口径补偿测量结果的PV值和RMS值的偏差分别为0.031λ和0.004λ;环形子孔径拼接与全口径补偿测量结果的PV值和RMS值的偏差分别为0.028λ和0.006λ;3种方法测量所得的面形分布都是一致的.所提出的方法提供了除零位补偿检测外的另一种定量测试大口径非球面的手段.【期刊名称】《光学精密工程》【年(卷),期】2011(019)003【总页数】9页(P520-528)【关键词】光学检测;圆形子孔径拼接干涉;环形子孔径拼接干涉;大口径非球面;最小二乘拟合【作者】王孝坤;王丽辉;邓伟杰;郑立功【作者单位】中国科学院,长春光学精密机械与物理研究所中国科学院光学系统先进制造技术重点实验室,吉林,长春,130033;中国移动通信集团吉林有限公司,长春分公司,吉林,长春,130033;中国科学院,长春光学精密机械与物理研究所中国科学院光学系统先进制造技术重点实验室,吉林,长春,130033;中国科学院,长春光学精密机械与物理研究所中国科学院光学系统先进制造技术重点实验室,吉林,长春,130033【正文语种】中文【中图分类】TQ171.65;TH703传统光学系统一般采用球面元件校正各种像差来实现光学系统的设计要求。
用ZYGO数字干涉仪检测非球面的新方法
用ZYGO数字干涉仪检测非球面的新方法
王淑荣;韩昌元
【期刊名称】《光学机械》
【年(卷),期】1992(000)001
【摘要】提出了在 ZYGO 数字干涉仪上用计算机全息术检测非球面的新方法。
这一方法利用了菲索干涉仪光路,并合理设计光学系统使非球面波完全自准返回,消除了非球面检验中的波面的变形传播引起的测量误差。
同时,充分保留了 ZYGO 数字干涉仪本身具有的位相法干涉图处理机能。
以抛物面为例加以对比、验证,证明了将数字干涉仪与计算机全息术巧妙地结合用于检测非球面是行之有效的方法。
【总页数】4页(P26-29)
【作者】王淑荣;韩昌元
【作者单位】不详;不详
【正文语种】中文
【中图分类】TH744.3
【相关文献】
1.一种快速检测非球面面形的新方法 [J], 李庆国;权贵秦;马卫红
2.用于天文非球面镜检测的计算全息数字波面干涉仪 [J], 鄢静舟;雷凡
3.利用ZYGO干涉仪进行非球面检测技术研究 [J], 龙夫年;郭秀梅;刘剑峰
4.利用干涉仪检测调整非球面物镜的光路 [J], 刘秀梅
5.使用双波带板径向剪切干涉仪检测非球面透镜 [J], 张斌;马力;王鸣;贺安之
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非球面光学元件检测方法的研究与比较
非球面光学元件检测方法的研究与比较Research and compare of aspheric optical element detection methods学院：理学院专业班级：光信息科学与技术学生姓名：学号： 5指导教师：2012 年 5 月目录1 绪论 (1)1.1 非球面的定义以及检测方法的分类 (1)1.2 本课题的研究目的和意义 (3)2 非球面光学元件检测方法的概述 (4)2.1 光学投影式 (4)2.2 郎奇检验法 (7)2.3 曲面CGH全息图检测法 (11)2.4 双波带板产生径向剪切干涉 (13)3 四种检测方法的比较 (17)3.1 光学投影式检测法 (17)3.2 郎奇检测法 (17)3.3 曲面CGH（计算全息图）检测法 (17)3.4 双波带板产生径向剪切干涉 (17)4 非球面检测技术的发展趋势 (19)结论 (20)致谢 (21)参考文献 (22)1 绪论1.1 非球面的定义以及检测方法的分类1.1.1 引言人们在几百年前就认识到非球面光学元件在光学应用上相对于球面光学元件有很多优势。
但是由于受到加工水平和加工工艺的限制，一直以来非球面光学元件没有得到真正的广泛应用。
直到上世纪七十年代，非球面镜片才开始不断的被应用到实际生产中。
由于实际生产的需要，人们不断的尝试加工出更精确的非球面光学元件，这样非球面光学技术得到的发展。
到了八十年代后，由于计算机的应用和激光干涉技术的发展，非球面技术得到了蓬勃的发展。
非球面光学元件的面形质量直接影响其成像质量，是其广泛应用的最关键的技术之一，面形质量就是指加工制成的表面形状和理论形状的符合程度。
对光学表面来说，表面的实际形状相对于理论形状允许一定的偏差。
一般用光的波长的几分之几来表示。
光学元件的面形检测就是指找到实际面形相对于理论形状的偏差。
找到这个偏差就是检验的基本目的。
1.1.2 非球面的定义：非球面是相对于球面定义的，球面是由一个参数，即球面半径来决定它的面形，而非球面可以拥有多个参数，参数之间没有一定的关系可循，可以是连续变化的。
ZYGO干涉仪使用说明
1目的为了使员工正确熟悉的使用ZYGO干涉仪。
本文详细说明了如何使用ZYGO 干涉仪来测试晶体的平行度、波前、平面度等指标。
2范围本文件涉及用ZYGO 干涉仪检测平面元件的一般方法。
3 录取数据在检验过程中将会生成以下记录：3.1干涉图（保存文件名为*.Tif），在实时窗口上点击FILE-SAVE保存。
3.2测试数据（保存文件名为*.Dat），测试完成后点击SAVE DATE保存。
4 Zygo干涉仪的定义4.1 应用（application）应用是ZYGO 干涉仪中一系列功能的组合，保存为后缀名为“*.app”的文件。
不同的应用用于不同项目的测量。
比较常用的是GIP.app 用于一般的平面和球面的测量，GPI-Cylinde.app 用于柱面面形的测量，Angle.app用于平行角度的测试。
4.2 猫眼像（cateye）又称为标准镜的像。
标准镜的出射光在焦点处被返回时出现的干涉条纹，是透过干涉仪的光线与和它对称的标准面之间的干涉图形。
4.3 镜片像从标准镜出射的光在整个零件表面被原路反射回来与标准面的反射光发生干涉产生的干涉图形。
包含待测零件的表面或波前信息，是面形检测的主要信息来源。
4.4 升降台可以升降的平台，带有小倾角调节功能，一般用于放置平面元件。
4.5 Align/View 模式按下控制盒上的align/view 切换的2 个模式之一。
align模式可以看到一个黑色固定的十字线和反射回干涉仪的光点，一般用于零件对准，特点是视场较大。
View 模式是按下控制盒上的align/view 切换的2 个模式之一，可以看到干涉条纹，特点是放大率较高，但是视场较小。
一般在align界面对准后在view界面观察条纹。
4.6 标准镜干涉仪上使用的参考表面，用于生成理想的平面、球面波，作为测量基准。
4.7 长度基准设定图像的长度基准，因为放大率不同或者屈光度不同，同样大小的干涉图所代表的零件大小可能有很大的差异。
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Technical study for testing of aspheres by using ZYGO interferom eter
LONG Fu-n ian, GUO X iu-m e,i L IU Jian- feng
( Schoo l o f A stronau tics, H a rbin Institute o f T echno logy, H arbin 150001, Ch ina)
1 /T \ 115By, By = 2My,
vy
=-
1 2P
5U( x, y ) 5y
.
m ax
式中: By 为 < (x, y ) 在 y轴方向的带宽; My 为 < (x, y ) 在 y 轴方向的最大空间频率. 一般取 1 /T =
115By = 3My, 这时恰好刚刚能完全分离 - 1与 - 2 衍射级次, 使它们互不重叠. 图 2是各衍射级次
图 2 衍射级次的分布
采用透镜补偿和计算全息结合的检测方法, 是用简单的计算全息和简单的补偿光学系统相结 合的方式代替单一而复杂的计算全息法或补偿光 学法. 设计一个简单的光学透镜补偿器来补偿被 检高次非球面产生的大部分像差, 在此基础上, 光 路中放置计算全息, 使其与透镜补偿器相结合以 实现完全补偿被检非球面产生的像差. 由于投射 到计算全息上波前与透过波前之间的波面变化不 大, 这样的计算全息制作简单, 精度较高. 两者结 合起来, 比较容易达到较高的检测精度, 实现对深 度高次非球面面形的定量检测.
控制在 01 01K以内. 结果表明, 该检测方法具有 通用性强, 测量 精度高 等特点, 较好 的克服了 以往各 种检测
方法的局限性.
关键词: 高次非球面; 透镜补 偿; 计算全息
中图分类号: TH 74117
文献标识码 : A
文章编号: 0367- 6234( 2005) 02- 0231- 03
图 1 高次非球面检测光路
其原理如下: 来自 ZYGO 干涉仪的球面波经
透镜 3形成倾斜的近似平面波 ( 相对于计算全息
4而言 ), 该波面照射在计算全息图 4 上, 波面经
计算全息 4后, 其 - 1 级衍射光 波经过透镜 5、7
后, 再现出与被检理想非球面面型相同 的波前.
光线沿被检理想非球面各点的法线照射到实际被
目前, 电子绘图仪的精度得到了大幅度提高, 使得计算全息的制造更加容易, 人们也更广泛的把
收稿日期: 2003- 05- 30. 作者简介: 龙夫年 ( 1954 - ) , 男, 高级工程师.
计算全息应用于非球面检测. 计算全息法是一种 很有前途的高精度非球面检测方法, 其最大特点 是: 不需物体的实际存在, 只需物波的数学描述, 在 制作工艺技术满足的条件下, 原理上可生成任意波 面 [ 3, 4] . 但一般只用来检测非球面度较小的非球 面, 因为随着非球面度的加深, 计算全息板上所要 绘制的条纹很密; 要达到较高的检测精度, 这无疑 会使计算全息的制作变的复杂, 且费用昂贵.
3) 设计时透镜补偿部分采用简单的一、两片 球面镜, 加工、检测方便; 计算全息板的条纹不是 很密, 制作容易且精度高. 简单的两部分结合起 来可以检测深度大口径高次非球面.
参考文献:
[ 1 ] 伍 凡. 非 球 面零 检 验 的 反 射 式 O ffne r 补偿 器 设 [ J]. 应用光学. 1998, 19( 5): 13- 15.
息干涉图的原理, 所要记录的图案即为所要再现
的光波 (其位相函数为 < ( r ) ) 与沿 y 轴成 A角传
播平面光波相干涉的条纹.
设 参 考 平 面 光 波 可 以 表 示 为 exp{j2Psin
ay /K},
其载频 1 /T = sinA/ K. 为避免 - 1级衍射波和 - 2
级衍射波发生重叠, 应有
表 1 设计数据
半径
间隔
口径 玻璃 倾斜
2101 208
R1
8201 877
111 5
R2
1311 75
5
CGH
In f in ity
5
R3
2051 852
15
R4
- 951 429 2421 794
R 5 - 3 2881 724
15
R6
- 3731 34 15831 858
35 K9
35
35
21 5b
2 检测设计实例
这里所要检测的高次非球面的面形方程为
z= 1+
cy2 1- (k +
1) c2y2
+
B4 y4
+ B 6 y6.
式 中: c = - 1 /17321323, k = - 01445 957,
B4 = 51945 535 9E - 12B6 = 21771 781 7E - 18. 该高次非球面的其他参数为 h (被检镜半口
35 K9
35
46 K9
46
图 3 系统残余波像差
所用计算全息的参数为 < ( r) = 2P(A r2 + B r4 + Cr6 ),
其中 A = 11867e - 5; B = - 31891e - 8; C =
- 11819e - 12. 图 1中两个空间滤波器 2、6的位置与大小如
下: 1)滤波器 2在距透镜 3左 边 210121 mm 处, 口径 d = 4 mm; 2 ) 滤波 器 6 在 距透 镜 5 右 边 115189 mm 处, 口径 d = 5 mm.
摘 要: 为了能够利用 ZYGO 数字干涉仪检测大口径深度高次非球面, 提出了一种新的波 前补偿方法 , 即透
镜补偿与计算全息相 结合. 通过设计实例表明, 对于 相对孔径 为 1: 1108 的大口 径深度 高次非 球面, 利用简
单的 2片式透镜补偿器、并与计算全息的 - 1级衍射波相结合, 系统的波前残余误差 的均方根 ( RM S )值可以
径 ) = 425 mm, D /f (相对口径 ) = 1. 08; Dmax (最 大非球面度 ) = 0. 035 mm; Dcmax (最大非球面度 斜率 ) = 10. 69 K/mm, $max (最大法线像差 ) = 9. 89 mm. 这几个 参数 反映 了非 球面检 测的 难
度.
由上可知, 检测该高次非球面的难度如下:
第 2期
龙夫年, 等: 利用 ZYG补偿部分, 然后在检测光路中加入计算 全息. 计算全息的设计要使得 - 1 级衍射成份与 补偿透镜结合产生与理想非球面面型相同的检测 波前, 而其他衍射级次用空间滤波器滤掉. 整个 检测光路设计时必须考虑滤波的要求. 检测光路 光线追迹和设计用光学设计软件 codeⅤ完成, 经 过反复的调整, 最终设计出整个检测系统. 检测 系统中各元件的参数数据见表 1, 系统剩余波像 差如图 3, 其 RM S值为 0101K, P- V 值为 0105K.
现代航天光学遥感系统越来越多的采用大口 径高次非球面反 射镜, 以改善系统的总 体性能. 然而, 作为大口径高次非球面光学元件制造技术 中不可缺少的定量检测技术, 由于受到各种因素 和条件的限制, 发展相对缓慢.
干涉法中的零补偿法以其精度高、调整方便、 稳定, 一直成为非球面面形检测的主要途径[ 1- 2 ]. 但在检测大口径深度非球面时, 补偿器要采用大量 的辅助光学组件, 致使结构复杂, 必然会影响最终 检测精度; 对于某些类型的深度高次非球面, 即使 采用了大量的补偿镜, 仍得不到与待检理想非球面 比较接近的波前, 因而达不到较高的检测精度.
利用计算机模拟出的 计算全息 板如图 4 所 示, 它的最大空间频率为 fm ax = 1 061p /mm, 这很 容易制作, 且能达到较高的制作精度 [ 6] .
图 4 计算全息的模拟图
3结 论
1) 检测光路中采用 ZYGO 数字干涉仪, 能实 时快速、高精度检测非球面.
2) 透镜补偿和计算全息结合共同再现理想 非球面波前, 该波前由实际被检非球面返回, 返回 波前直接反映了被检非球面的误差.
Abstract: A new m ethod for com pensating w avefront error is put forw ard to test large- aperture and high-o rder aspheres by using ZYGO interferom eter, wh ich uses the comb ination of a lens com pensator and a com putergenerated hologram ( CGH ) . Exam ples show that for the large- aperture and high-order asphere w ith f / number of 1: 1108, the root m ean square ( RM S) value o f its residual w ave front erro r can be w ith in 0101K by com b-i n ing a sim ple tw o p iece o f lens and the first negative order d iffracted w avefront of a CGH as a w ho le compensato r. T he resu lt show s that th is m ethod holds the characterist ics of al-l purpose and high precision, and overcom es localizations of other m ethods. K ey w ord s: high-order asphere; lens com pensation; CGH