1.一种阵列结构光学元件的面形误差测量方法,其特征在于:步骤为:
1)利用三维表面形貌检测装置对阵列结构光学元件进行检测,获得阵列结构光学元件表面形貌点云数据;
2)将测量得到的阵列结构光学元件表面形貌点云数据通过六维自由度的平移旋转,使之与理论设计形状最佳匹配;
3)采用最邻近插值算法,使匹配后的测量数据与理论数据的横向坐标完全匹配,然后对纵向坐标进行点对点相减,使之与理论设计形状最佳匹配,即可获得阵列结构光学元件的面形误差;
所述步骤2)的测量数据与理论设计形状匹配方法为:
已知阵列结构光学元件面形测量数据中任意一点Q坐标为(x,y,z),理论设计形状中任意一点P坐标为(x0,y0,z0),其中,z0=f(x0,y0),采用相应的算法,将测量数据点Q进行六个自由度的平移旋转,变为Q′,使之与理论设计形状能够最佳匹配,测量数据点Q,与平移旋转后的数据点Q′(x′,y′,z′)满足如下关系:式中,未知数α、β、γ、tx、ty、tz为测量面形在旋转平移过程中分别绕X、Y、Z轴逆时针旋转角度以及平移位移,R3×3为3×3旋转矩阵,其表达为:构造如下目标函数,确定α、β、γ、tx、ty、tz六个平移旋转量,Δz=z0‑z′
式中,z′为点Q′的纵向坐标值,z0为点Q′匹配的理论形状点P(x0,y0,z0)坐标值,进行多参数最优化求解,即可计算得到测量数据与理论设计形状最佳匹配时位置参数α、β、γ、tx、ty、tz,从而使两组数据最佳匹配;
测量面形点Q′与对应点P关系为: