南京理工大学 电子工程与光电技术学院，江苏 南京 210094
光学干涉绝对检验技术能够实现参考面和待测面面形的有效分离，是对干涉仪进行精度标定的有效手段。面向大口径平面干涉仪的校准需求，旋转平移法仅需一块透射平晶和一块反射平晶，避免了额外加工第3块平晶的成本和难度。但随着口径的增大，自重和支撑使得反射平晶在平移和旋转多种状态下的变形较大，继而影响绝对检验精度。提出设计轻量化的校准反射镜作为反射平晶，采用旋转平移法实现大口径干涉仪的绝对检验。以Φ 1 500 mm平面干涉仪作为标定需求，采用碳化硅作为校准反射镜材料，以三角形轻量化结构和6点背部支撑方式进行轻量化设计，控制其质量仅为93 kg，支撑和重力引入的面形变形PV值为9.75 nm。将变形面形叠加至PV值λ/4、不同分布的加工面形进行旋转平移绝对检验仿真计算，对旋转对称程度低且包含较多高频成分的面形，检验精度为λ/30；而对分布平滑对称的面形，检验精度可达到λ/50。因此，为了实现对于大口径平面干涉仪λ/50精度的标定目标，要求碳化硅校准反射镜加工面形PV值低于λ/4,尽量避免高频成分,旋转对称程度高。
绝对检验 旋转平移 轻量化 重力变形 absolute testing the rotation and displacement technique lightweight design gravity deformation
1 南京理工大学电子工程与光电技术学院，江苏 南京 210094
2 上海市计量测试技术研究院，上海 201203
五棱镜扫描法通过沿扫描方向连续采集子孔径光束会聚点的坐标，由斜率反演波前分布，是检测大口径准直波前的常用方法。在传统的一维五棱镜扫描法的基础上，提出添加多个五棱镜，形成一组并联的五棱镜和一组串联的五棱镜，实现了一种基于非均匀采样的五棱镜阵列扫描测量大口径准直波前三维分布的方法。该方法通过三个平行于扫描方向的并联五棱镜同时测量准直波前X方向的斜率，三个垂直于扫描方向的串联五棱镜同时测量准直波前Y方向的斜率，采用Zernike多项式中4～11项的导函数拟合测量得到的斜率，继而获得用Zernike多项式表征的准直波前三维分布。该方法只需要一次扫描测量，就能同时获得待测波前三条线上的斜率，避免了传统方法测量全口径准直波前时需要在X、Y方向进行的多次扫描，优化了扫描机构，缩短了扫描检测时间，实现了全口径准直波前的快速检测。通过仿真验证了使用待测波前三条线上斜率复原待测波前的可行性与准确性。应用该方法对1 m口径准直波前进行了检测，并与干涉法检测结果进行了对比，两种方法得到的准直波前数值与分布形式基本一致，证明了该方法的可行性。
测量 五棱镜扫描法 波前检测 非均匀采样 波前复原 中国激光
2022, 49(24): 2404001
