大口径平面光学元件检测方法国内外研究现状
时间:2017-05-30 16:21 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
| 1982年，美国Arizona光学中心的C．J．Kim首先提出了子孔径拼接检测概念，采用小口径平面反射镜阵列代替大口径平面反射镜实现了抛物面镜的自准直检验[3]。 1988年，Arizona光学中心的YM．Liu在上述子孔径测试技术的基础上，提出了环形子孔径和重聚焦控制相结合的大口径非球面检测方法。同年，ER．Cochran和KCreath研究了综合子孔径技术和双波长技术来扩展光学表面轮廓仪测量范围，提供的实验结果表明这两种技术的综合应用使得轮廓仪的横向动态范围扩展了大约5倍，而纵向动态范围扩展了近80倍。9382 上个世纪90年代初，随着计算机控制及数据处理技术的不断发展，该技术逐步转入到应用研究阶段。 1997年，M．Bray制造出实用化的用于检测大口径平面光学元件的子孔径拼接干涉仪。随后几年，M．Bray将功率谱密度(PSD)概念引入到拼接干涉仪特性分析中，分析表明它能较准确地描述由子孔径边缘效应引起的拼接“噪声”。在2004年SPIE国际会议的光学制造、测试和计量专题中报道了该仪器的最近检测结果。 1998年，S．Tang首先尝试将子孔径拼接技术应用于表面微结构测量的干涉显微镜中，它在不降低测量空间分辨率的情况下扩展了物镜的有效视场，且不增加硬件花费。 2001年，德国的T．Hansel，A．Nickel用回归分析方法来求解子孔径测量中的倾斜和平移误差参数，在验证算法有效性实验中检验了一块矩形光学平面。此外，还利用该技术检测了以离子束和等离子蚀刻超高精密成形技术制造的非球面光学元件，初步显示出该技术在该领域应用的可行性。 B．Catanzaro，J．A．Thomas和E．J．Cohen利用子孔径测试技术检验了由6块扇形子镜拼接而成的口径为2m、曲率半径为4．2m的球面实验镜，开始了该技术在赫歇耳空间天文台(Herschel Space Observatory，由3．5m空间望远镜构成)中主镜测试的应用探索，其实验数据对该技术应用潜能的评估具有极其重要的意义。 2003年，美国QED技术公司研制成功了SSI自动拼接干涉仪，能够高精度检测口径200ram以内的平面、球面、适当偏离度的非球面。其拼接算法在继承了早期算法的优点外，还补偿了通常算法所校正的相对调整误差之外的系统误差，进一步提高了拼接检测精度。 上世纪90年代中期到本世纪初，子孔径测试的相关技术陆续获得美国授权的专利[3]。 在国内，子孔径测试技术的研究开始于上个世纪90年代初，主要用于大口径平面光学元件的检测。上海科技大学应用光学与检测实验室提出了用于大口径光学平面检验的多孔径扫描测试技术(MAOST) [4]，并提出了基于齐次坐标变换的两两拼接数学模型。随后引入了映射概念，提出了更符合拼接物理意义的圆柱坐标系下的回转体拼接模型[5]。近几年，为了适应先进制造技术的要求，该实验室己经将MAOST的技术理念应用于360度三文面形的精密测试中。南京理工大学把子孔径测试技术应用到了相移平面干涉仪中，将测试口径范围从250mm扩展到500mm [6]。 90年代中后期，浙江大学现代光学仪器国家重点实验室用子孔径拼接技术检验了某资源卫星的RC光学系统[7]，并提出了拼接目标函数分析法[8]，在减小子孔径问两两拼接造成误差累积和传递方面具有积极的意义。 本世纪初，为了检测ICF系统中大口径平面光学元件，四川大学电子信息学院和成都光学精密工程研究中心也开始对子孔径拼接检测技术进行研究[1]，并搭建起一套子孔径拼接检测实验系统 (责任编辑：qin) |