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专利号: 2015107727810
申请人: 浙江大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2023-08-24
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.非零位干涉检测系统中非球面顶点球曲率半径测量方法,其特征在于:以系统建模方法为基础,采用多次测量结果共同优化,在不采用定位方法的基础上,能够同时测量非球面顶点球曲率半径和非球面面形误差,具体实现步骤如下:步骤1、搭建非零位干涉检测系统,前后移动被测面,直到探测器出现可分辨的干涉条纹;

步骤2、采集干涉图,并将采集的干涉图经过干涉图解调模块和波前Zernike系数拟合模块,然后输出被测面初始位置处对应的被测波前Zernike系数旋转对称项集合Z0_r;

所述的干涉图解调模块,用于解调采集到的干涉图,输出波前相位;所述的波前Zernike系数拟合模块,用于将输出的波前相位拟合为波前Zernike系数;

步骤3、测量非球面至补偿镜的距离d'0,d'0≠d0,并将d'0作为后续建模中所需的被测面初始定位位置,其中d0为非球面真实位置;

步骤4、根据非零位干涉检测系统参数和d'0对非零位干涉检测系统建模,然后在模型中输出被测面初始位置对应的被测波前Zernike系数旋转对称项集合Z'0_r;

步骤5、在非零位干涉检测系统中,对非球面沿光轴移动一次,移动距离Δd1由精密位移测量干涉系统测量得到;根据Δd1对模型中的被测面进行相应距离移动,从而分别得到非零位干涉检测系统和模型中非球面移动一次后对应的被测波前Zernike系数旋转对称项集合Zi_r和Z'i_r;其中i为非球面沿光轴移动次数,初始值为1即当非球面沿光轴第一次移动时,则获取的被测波前Zernike系数旋转对称项集合为Z1_r和Z'1_r;则当非球面沿光轴第二次移动时,则获取的被测波前Zernike系数旋转对称项集合为Z2_r和Z'2_r;

步骤6、以模型为载体,建立优化函数:将非零位干涉检测系统中测量所得的Zernike系数Z0_r~Zi_r作为优化目标;将模型中波前Zernike系数Z'0_r~Z'i_r作为因变量,模型中被测面顶点球曲率半径、被测面初始位置、被测面面形误差共同作为自变量,自变量和因变量之间的函数关系通过模型中的光线追迹得到;

步骤7、将步骤3-5得到的Z0_r~Zi_r、Z'0_r~Z'i_r代入优化函数中,同时得到优化结果R'(i)和d'0(i),R'(i)表示模型中被测面顶点球曲率半径,d'0(i)表示模型中测面初始位置;

步骤8、i=i+1,然后重复步骤5-7,得到优化结果R'(i+1)和d'0(i+1),R'(i+1)和d'0(i+

1)表示第i+1次测量模型中被测面顶点球曲率半径和测面初始位置;判断R'(i+1)是否为最终被测面顶点球曲率半径,约束条件如下:若同时满足约束1,则被测非球面顶点球曲率半径为R=R'(i+1);否则返回步骤7;其中σ和ε为预先设定的阈值。

2.如权利要求1所述的非零位干涉检测系统中非球面顶点球曲率半径测量方法,其特征在于所述根据非零位干涉检测系统参数和d'0对实验系统建模采用Zemax软件执行完成。