蔡梦雪 1,2,3,4王孝坤 1,2,3,4张志宇 1,2,3,4李凌众 1,2,3,4[ ... ]张学军 1,2,3,4
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 中国科学院大学，北京 100049
3 应用光学国家重点实验室，吉林 长春 130033
4 中国科学院光学系统先进制造技术重点实验室，吉林 长春 130033
由于仪器传递函数（Instrument Transfer Function, ITF）能准确反映仪器在空间频率上的响应特征，被广泛应用于仪器规范之中。目前多采用刻有单一台阶特征或不同周期正弦特征的平面测试板对干涉仪的ITF进行检测。针对平面测试板无法完成高陡度球面/非球面镜检测时ITF标定的问题，提出了根据球面台阶测试板标定高陡度镜面检测的子孔径拼接ITF的方法。通过超精密车削技术制作了球面台阶测试板，并对其进行拼接检测，根据梯度定位法和旋转矩阵完成检测孔径中台阶的定位及采样，利用傅里叶变换方法实现对台阶实测面形的功率谱密度求解，最后与理想面形功率谱密度做比获得ITF。对口径100 mm、曲率半径100 mm、带有同心圆环台阶结构的球面台阶测试板进行拼接检测以及数据分析，实验结果表明：在1 mm−1的空间频率范围内，各个子孔径对高陡度镜面的检测水平平均可达到82.72%，具有较好的检测精度，随后ITF逐渐衰减，当空间频率在1.5 mm−1左右时，仅能达到40%~60%。
高陡度球面 高陡度非球面 仪器传递函数 子孔径拼接 球面台阶测试板 high-steep spherical surface high-steep aspheric surface instrument transfer function sub-aperture stitching spherical step test board 红外与激光工程
2023, 52(9): 20230462
中国工程物理研究院机械制造工艺研究所, 四川 绵阳621000
为提高光学表面的功率谱密度检测精度, 研究了白光干涉仪仪器传递函数(ITF)的产生机理和标定方法。将白光干涉仪作为非相干成像系统, 对正弦表面干涉光强进行Bessel函数展开, 通过干涉光强的频谱强度变化研究白光干涉仪对正弦表面高度的作用机理, 利用数值仿真计算了白光干涉仪对正弦表面的衰减程度。采用30、80、120 nm高度的台阶标准板对商品白光干涉仪的传递函数进行标定, 并提出了一种可靠的ITF计算方法。理论分析、数值仿真和实验结果表明: ITF随表面高度的增加而增大, 此时白光干涉仪对表面高度的响应表现出明显的非线性; 表面高度小于λ/10得到的ITF曲线与白光干涉仪光学系统调制传递函数非常接近, 白光干涉仪对表面高度的响应接近线性。文中对于白光干涉仪频域传递特性研究和光学表面功率谱密度检测具有重要意义。
光学表面测量 功率谱密度 白光干涉仪 仪器传递函数 optical surface measurement power spectral density white light interferometer instrument transfer function 红外与激光工程
2017, 46(6): 0634002
Author Affiliations
Abstract
1 中国科学院上海光学精密机械研究所高功率激光物理国家实验室, 上海 201800
2 中国科学院大学, 北京 100049
In order to investigate the response law of different interferometers to the mid-spatial frequency errors and obtain the relatively true power spectral density (PSD) distribution, the 4D AccuFiz, ZYGO DynaFiz and ZYGO GPI interferometers are respectively used to measure the periodic ripples and scratch samples, and the comparative analysis of the measured one-dimension PSD curves is made. The results show that the responsivities to the mid- and high-spatial frequency information are different for different interferometers, and the higher the interferometer resolution is, the higher the responsivity is. The instrument transfer function (ITF) curve is used to correct the measured PSD, and the truer PSD distribution is obtained. However, in the range of some frequency bands, there still exist some difference between the ITF curve and the practical response.
测量 功率谱密度 干涉仪 中频波面误差 仪器传递函数 measurement power spectral density interferometer mid-spatial frequency wavefront error instrument transform function Collection Of theses on high power laser and plasma physics
2016, 14(1): 0904002
Author Affiliations
Abstract
1 中国科学院上海光学精密机械研究所高功率激光物理国家实验室, 上海 201800
2 中国科学院大学, 北京 100049
In order to investigate the response law of different interferometers to the mid-spatial frequency errors and obtain the relatively true power spectral density (PSD) distribution, the 4D AccuFiz, ZYGO DynaFiz and ZYGO GPI interferometers are respectively used to measure the periodic ripples and scratch samples, and the comparative analysis of the measured one-dimension PSD curves is made. The results show that the responsivities to the mid- and high-spatial frequency information are different for different interferometers, and the higher the interferometer resolution is, the higher the responsivity is. The instrument transfer function (ITF) curve is used to correct the measured PSD, and the truer PSD distribution is obtained. However, in the range of some frequency bands, there still exist some difference between the ITF curve and the practical response.
测量 功率谱密度 干涉仪 中频波面误差 仪器传递函数 measurement power spectral density interferometer mid-spatial frequency wavefront error instrument transform function Collection Of theses on high power laser and plasma physics
2016, 14(1): 0904002
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 中国科学院大学，北京 100049
为了得到干涉仪的空间频率响应特性，开展了针对干涉仪的仪器传递函数的测评方法研究。建立了干涉仪成像系统的仪器传递函数的理论计算模型，利用光学设计软件仿真了菲索型干涉仪检测光路，计算并分析了该干涉系统的仪器传递函数的理论值。对基于特定频率点下的正弦位相板的方法测评干涉仪的仪器传递函数进行仿真分析，并与干涉仪的仪器传递函数的理论值进行了比对，其最大误差不超过0.6%，验证了该方法的正确性。
菲索型干涉仪 干涉仪的仪器传递函数(ITF) 空间频率响应特性 调制传递函数(MTF) Fizeau interferometer Interferometer transfer function(ITF) spatial frequency responds Modulation Transfer Function(MTF)
