南京理工大学 电子工程与光电技术学院, 江苏 南京 210094
绝对检验作为一种光学元件高精度检测方法, 其中的两平晶绝对检验无法精确测量平移过程中的倾斜误差, 导致恢复的面形中二次项出现偏差。液面在位置变化前后能够保持水平, 在旋转平移过程中不会产生倾斜误差。推导了平移过程中倾斜误差和恢复面形中离焦项的关系, 并通过仿真分析加以验证, 当不存在倾斜误差时, 残差面PV值小于1nm。在300mm口径立式斐索干涉仪上进行液面旋转平移干涉实验, 将所得到结果与传统三面互检法进行对比, 面形基本一致, PV值偏差小于1.3nm, RMS值偏差小于0.65nm, 证明了液面旋转平移法在干涉测量过程中不会引入倾斜误差。
干涉测量 平面绝对检验 液面旋转平移 倾斜误差 interferometric measurement plane absolute inspection liquid level rotation and translation tilt error
南京理工大学 电子工程与光电技术学院，江苏 南京 210094
光学平面面形的绝对检验技术规避了干涉仪参考面形精度的制约，能够有效提高平晶面形的检测精度。采用N次图像旋转法的两平晶三面互检的绝对检验技术，求解待测平晶的三维绝对面形分布，结果中包含了中频波段的信息。利用递推公式构造旋转变化项的N次虚拟旋转结果，求和平均后得到旋转变化项，叠加旋转不变项结果后得到待测波面面形。推导了算法的理论误差，针对旋转角度进行优化并增加虚拟旋转次数，提高了算法精度，优化后的仿真结果的残差波面的均方根值精度为0.14 nm。对150 mm口径平晶进行两平晶三面互检实验，并将实验结果与传统三面互检法结果进行比对，均方根值偏差小于0.5 nm，验证了算法的准确性。
南京理工大学 电子工程与光电技术学院, 江苏 南京 210094
随着精密制造行业对光学元件面形要求的提高, 干涉仪系统误差的标定越来越重要。其中, 采用液面基准法作为干涉仪系统误差标定的方案具有高精度, 低成本的优点。在不考虑外界因素的影响下, 理论上液体平晶曲率与地球半径相同, 可认作绝对平面进行系统误差标定。但由于液体对环境较为敏感, 不易控制, 因此如何建立一个高精度的液面基准是整个过程中最为关键的一个环节, 其直接影响了系统精度。由于液体的流动性特点使得以往的时间移相方法不再适用, 因此采用了点源异位立式斐索干涉仪进行液面的动态测量, 对液体、液盘的各项性质进行综合分析。最终完成了高精度的液面基准建立, 可用于干涉仪的系统误差标定。
干涉测量 误差标定 点源异位 动态干涉仪 液面基准 interferometry error calibration displacement of point source dynamic interferometer liquid reference
1 南京理工大学电子工程与光电技术学院, 江苏 南京 210094
2 南京理工大学先进发射协同创新中心, 江苏 南京 210094
为获得三维面形的绝对分布,提出一种基于奇偶函数和Fourier级数的三球面面形重建方法。该方法在传统三球面法的测量基础上将测试面旋转90°后再次测量,将待测面面形分解为奇偶函数形式的正交基函数,并对于各正交基函数分别求解。利用实际面形进行算法仿真,面形残差均方根值(RMS)达到1.5λ/1000。将本文三球面法与两球面法、随机球法作比较,残差RMS最大为1.99 nm。针对实验中机构的旋转、平移、倾斜、离焦误差等进行量化分析,最大误差为0.90 nm。本文实现了球面三维面形绝对分布的检测,为多个球面镜的同步全口径检测提供了一种途径。
测量 光干涉测试 绝对检验 三球面法 奇偶函数法 误差分析 中国激光
2019, 46(11): 1104001
