光学学报, 2011, 31 (1): 0112007, 网络出版: 2010-12-24   

干涉检测中环境温度引起的镜面变形分析

Thermal Deformation Analysis of Optical Surfaces Caused by Environmental Temperature during Interferometric Testing
作者单位
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
2 中国科学院研究生院, 北京 100049
摘要
在达到1 nm量级的光学元件表面面形干涉检验时,被检元件由温度变化引起的面形偏差是不能忽略的。分析了干涉检验时存在的各种环境温度情况,对不同情况下被检元件内外温度分布进行了仿真,并将温度场作为静力学分析的载荷条件,进行了镜面温度变形分析。计算出了带支撑的直径为300 mm凸球面透镜在不同温度分布下的镜面变形量,并通过球面拟合计算出面形的峰谷(PV)值和均方根(RMS)值,得出要保证1 nm精度的面形测量就需要保证环境温度水平漂移不超过±0.1 ℃,镜子轴向温度差不超过±0.05 ℃,直径方向温度差不超过±0.1 ℃的结论,为高精度面形检测的实施提供了参考。
Abstract
For interferometric testing of optics with surface qualities of approximately 1 nm, thermally caused deformation of mirror surface cannot be ignored. The various temperature conditions of interferometer environment are analyzed and temperature distribution of the mirror under test is simulated using I-Deas software. The temperature distribution was then used as thermal load of linear static analysis to perform mirror thermal deformation analysis. The peak-valley value and root-mean-square value surface figure error of a 300 mm convex lens caused by ambient temperature fluctuation is achieved. The environmental temperature fluctuation should be less than ±0.1 ℃, temperature difference be less than ±0.05 ℃ in mirror axis direction and ±0.1 ℃ in mirror diameter direction to perform optical test of 1 nm surface figure error, which is instructive to high quality optical testing.

陈华, 史振广, 隋永新, 杨怀江. 干涉检测中环境温度引起的镜面变形分析[J]. 光学学报, 2011, 31(1): 0112007. Chen Hua, Shi Zhenguang, Sui Yongxin, Yang Huaijiang. Thermal Deformation Analysis of Optical Surfaces Caused by Environmental Temperature during Interferometric Testing[J]. Acta Optica Sinica, 2011, 31(1): 0112007.

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