光学元件的面形精度是评价其是否符合要求的重要指标, 一般使用峰谷PV值作为评价标准, 即元件表面最高点与最低点的差值。PV值在用UA3P检测仪进行测量时具有较大的波动性, 易受环境影响。为更有效地对手机镜片非球面面形精度做出评价, 通过实验检讨了三种评价标准PV、PV20、PVq对真实表面的反映情况, 结果显示PV20、PVq对环境因素相对不敏感, 可以在一定程度上排除脏污点等奇异点对测量结果的不良影响; 同时证明PV20、PVq对检测精度的变化相对不敏感,以及在批次生产中具有较好的评价稳定性。
非球面 面形评价标准 aspheric surface surface evaluation standard peak-to-valley (PV) PV PV20 PV20 PVq PVq
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
为了更好地分析大口径反射镜的面形，引入奇异值方法来分析系统的重力印透造成的大尺度起伏以及由磨削加工、测量噪声等因素造成的中高频误差。首先对奇异值分解的基本方法以及在反射镜表面评价中的具体应用方法进行了研究；之后利用数值仿真，验证了奇异值分解应用在反射镜表面分析中的可行性；最后，将提出的方法应用在实际的反射镜镜面评价之中，得到系统去除高频误差后的结果。所提出的方法对于低信噪比的大口径反射系统面形评价有较好的指导作用。
测量 奇异值 中频误差 大口径反射镜 面形评价 激光与光电子学进展
2014, 51(8): 081204
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
针对表面高度均方根(RMS)难以描述大尺度波动以及刚体位移鲁棒性差的缺点，提出了使用功率谱(PSD)对大口径望远镜系统中主反射镜面形进行评价; 结合Zernike多项式，对PSD的分解运算进行了分析，讨论了Zernike多项式的频谱能量分布; 将该方法用于Φ500 mm反射镜面形检测数据的处理，得出实际反射镜表面面形频域能量分布情况。结果表明：对于大口径反射镜，使用PSD的评价方式对于指导加工检测以及望远镜系统误差的分配具有更实用的意义。最后，基于PSD提出了一种评价反射镜面形的子孔径非相关拼接方法，该方法适用于大口径望远镜中大口径光学元件的面形精度评价。
表面面形评价 反射镜 大口径 功率谱 Zernike多项式 子孔径拼接 surface figure evaluation mirror large aperture Power Spectral Density(PSD) Zernike polynomial sub-aperture stitching
1 解放军理工大学通信工程学院, 江苏 南京 210007
2 江苏有线南京分公司播控中心, 江苏 南京 210001
3 南京理工大学电光学院, 江苏 南京 210094
现在国外商用ZYGO干涉仪可提供一些基于ISO10110-5的面形评价参数,而国内的自制干涉仪还 没有这项功能。IS010110-5中提出这些面形评价参数的计算可以通过波面分解的方法实现。运 用Gram-Schmidt最小二乘法拟合得到Zernike多项式系数,再从包含被测信息的原始波面中依次减 去各种表面面形偏差,就可实现对这些参数的定量分析。通过与ZYGO干涉仪的输出对比,验证了自 编拟合程序所得数据的有效性,而通过波面分解得到的各种干涉图也有益于光学加工者分析偏差 原因和器件应用后果。
Zernike多项式 面形评价 波面分解 ISO10110-5 ISO10110-5 Zernike polynomial surface form evaluation wavefront decomposition
1 成都精密光学工程研究中心， 四川 成都 610091
2 南京理工大学， 江苏 南京 210094
光学元件的表面面形或波前质量一般采用数字指标峰谷值PV(表面最高点和最低点之差)来评价。而两点PV在高分辨率干涉仪的测量结果中具有很大不确定性。为了更准确地评价光学元件的表面面形或波前质量，讨论了针对两点PV进行改进后的评价方式PV20，PVr，PVq。通过模拟实验证明其可以描述真实波面，并在实验中证明其可以消除灰尘等杂点对测量结果带来的干扰，以及这几种评价方式对CCD分辩率的变化不敏感，并发现上述3种方式在测量重复性方面也有较好的表现。
面形评价 surface evaluating PV20 PV20 PVr PVr PVq PVq
