碳化硅凸非球面反射镜的加工与检测 被引量：7

1

作者 李俊峰 《中国光学》 EI CAS 2014年第2期287-292,共6页

为了满足凸非球面反射镜加工中的全频段质量控制及光学参数的高精度检验,提出了应用双摆轴极坐标快速非球面加工技术及测杆法控制Hindle法检测光学参数。首先,描述了双摆轴极坐标快速非球面加工技术及设备;然后,介绍了应用测杆法控制Hin... 为了满足凸非球面反射镜加工中的全频段质量控制及光学参数的高精度检验,提出了应用双摆轴极坐标快速非球面加工技术及测杆法控制Hindle法检测光学参数。首先,描述了双摆轴极坐标快速非球面加工技术及设备;然后,介绍了应用测杆法控制Hindle检测法中标准球面镜顶点分别与被检非球面镜顶点及其焦点的光学间隔,并对其控制精度进行了分析;最后,针对Φ158mm的凸非球面,给出了双摆轴加工的检验结果,并对检测精度进行了分析。实验结果表明:应用双摆轴加工工艺在使低频误差快速收敛的同时,可以有效抑制中频误差,其低频误差的控制精度可以稳定地达到λ/30(λ=633 nm);应用测杆装调Hindle检测光路的控制极限误差为±0.065 mm,两个光学间隔参数的公差分别为±0.22 mm和±0.30 mm。应用双摆轴加工技术实现了凸非球面的快速加工与全频段质量控制,采用Hindle检测凸非球面得到面形精度为0.022λ(RMS,@633 nm),满足光学设计技术指标要求。 展开更多

关键词 双摆轴 非球面 Hindle检测 测杆

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子孔径拼接检测浅度非球面 被引量：5

2

作者 王宁 贾辛 邢廷文 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2013年第9期2525-2530,共6页

子孔径拼接技术可实现无需辅助元件且低成本、高精度地对大口径光学镜面的测量。针对浅度非球面,在用子孔径拼接检测平面和高陡度非球面的基础上,提出了利用圆形子孔径检测浅度非球面的算法。对其数学模型、拼接算法以及检测过程进行了... 子孔径拼接技术可实现无需辅助元件且低成本、高精度地对大口径光学镜面的测量。针对浅度非球面,在用子孔径拼接检测平面和高陡度非球面的基础上,提出了利用圆形子孔径检测浅度非球面的算法。对其数学模型、拼接算法以及检测过程进行了分析和探讨。利用37项Zernike多项式拟合浅度非球面,用圆形子孔径进行了划分。最后完成子孔径的拼接仿真,验证了数学模型及拼接算法的可行性,同时分析了子孔径的平移、倾斜和随机误差对拼接精度的影响。 展开更多

关键词 子孔径拼接 非球面 光学检测 误差 仿真

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大口径透射无光焦度系统的研制 被引量：1

3

作者 王鹏 沈正祥 郝沛明 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期423-426,共4页

研制了一个通光口径Φ0=300 mm,放大倍率为50倍的透射无光焦度系统.此光学系统为改进型的开普勒型无光焦度系统,它解决了伽利略型无光焦度系统没有实焦点、不能放置消杂光光阑、开普勒型无光焦度系统轴外像差不能校正的问题.系统光学材... 研制了一个通光口径Φ0=300 mm,放大倍率为50倍的透射无光焦度系统.此光学系统为改进型的开普勒型无光焦度系统,它解决了伽利略型无光焦度系统没有实焦点、不能放置消杂光光阑、开普勒型无光焦度系统轴外像差不能校正的问题.系统光学材料全部采用德国进口Schott熔石英玻璃,物镜为高次非球面.经数字干涉仪检测,物镜系统最终面形误差峰谷值为λ/10,均方值误差优于λ/60. 展开更多

关键词 无光焦度系统 光学设计 像差理论 非球面加工 非球面检验

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Φ300F800哈特曼物镜的研制 被引量：1

4

作者 潘宝珠 李红光 +1 位作者 郝沛明 李玮玮 《光学与光电技术》 2007年第3期1-4,共4页

研制出了一种能在外场使用的哈特曼物镜，该物镜口径为300mm，焦距800mm，视场为-1～1mrad，在0．532nm、0．6328nm、1．064nm三种波长（λ）下工作，主波长为0．6328nm。该系统光学材料全部采用德国进口Schott熔石英玻璃，物镜是高次... 研制出了一种能在外场使用的哈特曼物镜，该物镜口径为300mm，焦距800mm，视场为-1～1mrad，在0．532nm、0．6328nm、1．064nm三种波长（λ）下工作，主波长为0．6328nm。该系统光学材料全部采用德国进口Schott熔石英玻璃，物镜是高次非球面，用WYKO干涉仪检测，检测结果表明物镜波面误差PV值为λ／12，均方根值RMS优于λ／100。 展开更多

关键词 非球面光学 光学设计 非球面加工 非球面检验 大相对孔径

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非球面检测中衍射光学补偿器的校准定位研究 被引量：1

5

作者 康果果 谢敬辉 +3 位作者 张浩 莫晓丽 杨晖 刘祎 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期1473-1476,共4页

在非球面检测中,为了消除衍射光学补偿器的位置偏差.在补偿器的外围设计、制作了位相型反射式菲涅耳波带板作为衍射光学校准器.利用微细加工手段,将补偿器和校准器整体集成在同一片基上.通过位相型反射式菲涅耳波带板的自校准功能,使其... 在非球面检测中,为了消除衍射光学补偿器的位置偏差.在补偿器的外围设计、制作了位相型反射式菲涅耳波带板作为衍射光学校准器.利用微细加工手段,将补偿器和校准器整体集成在同一片基上.通过位相型反射式菲涅耳波带板的自校准功能,使其衍射光波与参考光波干涉,形成校准干涉条纹.测量时,调节校准干涉条纹成为最简单的形式,即可校正补偿器的离焦、偏心和倾斜误差,实现位置的精确校准.实验中,得到了近似零校准干涉条纹,有效地消除了补偿器的装调误差对测量的影响. 展开更多

关键词 非球面检测 衍射光学元件 菲涅耳波带板

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大口径碳化硅材料凸非球面反射镜的检验 被引量：14

6

作者 薛栋林 张忠玉 +1 位作者 郑立功 张学军 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第12期2491-2496,共6页

为了实现某大口径碳化硅材料凸非球面反射镜检验,研究了无像差点法以及补偿检验法方案。经过比较优选,确定选用补偿检验方案并专门设计了高精度大口径非球面补偿器,设计精度为PV:0.0082λ,RMS:0.0029λ(λ=632.8nm)。采用会聚光束,使用... 为了实现某大口径碳化硅材料凸非球面反射镜检验,研究了无像差点法以及补偿检验法方案。经过比较优选,确定选用补偿检验方案并专门设计了高精度大口径非球面补偿器,设计精度为PV:0.0082λ,RMS:0.0029λ(λ=632.8nm)。采用会聚光束,使用大口径数字干涉仪进行凸非球面正面检测,最终检测结果为0.022λ(RMS)。所述补偿器的设计方法和要求具有普遍性,设计结果也可用于同类型大口径凸非球面检验用补偿器的设计。采用该方法提高了凸非球面检测精度,并且在凸非球面镜的材料选择、结构设计、支撑方式等方面提供了更多的优化空间,为新型光学材料在凸非球面反射镜的应用奠定了基础。 展开更多

关键词 凸非球面镜 碳化硅反射镜 零位检验 补偿器设计

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大口径凸非球面反射镜子孔径拼接检测 被引量：7

7

作者 王孝坤 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2013年第3期716-722,共7页

为了获得大口径凸非球面反射镜全口径的面形,提出了利用子孔径拼接检测大口径凸非球面的新方法。利用干涉仪标准球面波前依次干涉测定大口径镜面上各个区域的相位分布,通过子孔径拼接算法即可求解得到镜面全口径面形信息。对该方法的基... 为了获得大口径凸非球面反射镜全口径的面形,提出了利用子孔径拼接检测大口径凸非球面的新方法。利用干涉仪标准球面波前依次干涉测定大口径镜面上各个区域的相位分布,通过子孔径拼接算法即可求解得到镜面全口径面形信息。对该方法的基本原理和实现步骤进行了分析和研究,建立了大口径拼接检测算法的数学模型,设计并研制了大口径反射镜拼接检验装置。结合实例对一口径为260 mm的碳化硅凸非球面反射镜进行了9个子孔径的拼接干涉测量,并将拼接检测结果与全口径面形测量结果进行对比,两种方法测量面形PV值和RMS值的偏差分别为0.043λ和0.021λ(λ=632.8 nm)。 展开更多

关键词 光学检测 大口径反射镜 子孔径拼接干涉 凸非球面 非零位测试

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Ф420mm高次非球面透镜的加工与检测 被引量：16

8

作者 孟晓辉 王永刚 +2 位作者 李文卿 王聪 张继友 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第12期3068-3075,共8页

介绍了Ф420mm熔石英高次非球面透镜的加工与检测方法。对现有数控加工工艺进行了优化,通过分工序加工方式,依次采用机器人研磨、抛光和离子束修形技术完成了透镜的加工。进行非球面透镜检测时,考虑透镜的凹面为球面,利用球面波干涉仪... 介绍了Ф420mm熔石英高次非球面透镜的加工与检测方法。对现有数控加工工艺进行了优化,通过分工序加工方式,依次采用机器人研磨、抛光和离子束修形技术完成了透镜的加工。进行非球面透镜检测时,考虑透镜的凹面为球面,利用球面波干涉仪对其面形进行了直接检测,剔除干涉仪标准镜镜头参考面误差后,透镜凹面的精度达到0.011λ-RMS;针对透镜的凸面为高次非球面,采用基于背后反射自准法的零位补偿技术对其进行面形检测,其精度达到0.013λ-RMS。最后,采用一块高精度标准球面镜对加工后透镜的透射波前进行了自消球差检测,得到其波前误差为0.013λ-RMS。试验结果表明,非球面透镜各项技术指标均满足设计要求。所述工艺方法亦适用于更大口径的非球面透镜及其他类型非球面光学元件的高精度加工. 展开更多

关键词 非球面透镜 光学加工 透镜加工 透镜检测 零位补偿 面形精度

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非球面测量中零位计算全息的测量不确定度分析研究 被引量：15

9

作者 王小鹏 高志山 +2 位作者 马骏 沈华 马云 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期111-115,共5页

非球面在光学系统中具有非常重要的作用。基于零位补偿计算全息(CGH)的干涉测量方法,因精度高、信息量大、调校方便,在光学计量和制造业领域受到广泛重视。以F数为4抛物面为测量样品,以光学计量领域比较成熟的平面、球面波象差,采用自... 非球面在光学系统中具有非常重要的作用。基于零位补偿计算全息(CGH)的干涉测量方法,因精度高、信息量大、调校方便,在光学计量和制造业领域受到广泛重视。以F数为4抛物面为测量样品,以光学计量领域比较成熟的平面、球面波象差,采用自准直方法,测出抛物面面形波象差;再用零位补偿CGH方法测量同一块样品,研究零位补偿CGH的误差传递数据。通过主要原理误差分析与计算,在光学熔融石英平面基底上制作零位补偿CGH,测量不确定度达到λ/10[峰谷值(PV),λ=0.6328μm],满足非球面波象差光学计量的要求。 展开更多

关键词 测量 非球面 波像差 标准球面 抛物面 干涉测量

原文传递

非球面非零位检测中的回程误差分析与校正 被引量：12

10

作者 刘东 杨甬英 +3 位作者 田超 翁俊淼 卓永模 杨李茗 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期688-696,共9页

光学测试中常用非零位法来对非球面进行初步检测。由于非零位法偏离了零位条件,导致检测得到的被测非球面而形与其真实面形存在一定程度的偏差(称之为回程误差)。分析了非球面非零位检测系统中的回程误差问题,得出了回程误差与被测非球... 光学测试中常用非零位法来对非球面进行初步检测。由于非零位法偏离了零位条件,导致检测得到的被测非球面而形与其真实面形存在一定程度的偏差(称之为回程误差)。分析了非球面非零位检测系统中的回程误差问题,得出了回程误差与被测非球面口径、相对口径以及非球面本身面形误差均紧密相关的结论。针对回程误差的表现形式,提出了有效校正回程误差的方法。计算机仿真及检测实验结果均表明,该方法可以较好地解决非球面非零位榆测中的回程误差问题。针对非球面非零位检测中回程误差问题所做的分析以及提出的相应校正方法,有利于非球面非零位法检测精度的提高和系统的广泛应用。 展开更多

关键词 非球面检测 非零位检测 回程误差 误差校正

原文传递

大数值孔径、高次非球面透镜的加工与检验 被引量：4

11

作者 郑立功 常军 +2 位作者 张学军 程灏波 张峰 《光学技术》 CAS CSCD 2003年第5期584-586,共3页

通过一空间相机光学系统中某透镜的高次非球面表面加工过程,提出了一种基于小磨头数控光学表面成型技术(CCOS,Computercontrolopticalsurfacing)和非球面轮廓检验、零位补偿检验技术的中等口径高次非球面光学表面的加工、检测方法,并且... 通过一空间相机光学系统中某透镜的高次非球面表面加工过程,提出了一种基于小磨头数控光学表面成型技术(CCOS,Computercontrolopticalsurfacing)和非球面轮廓检验、零位补偿检验技术的中等口径高次非球面光学表面的加工、检测方法,并且给出了补偿器实际光学设计结果。文中采用这种方法加工的高次非球面表面,最终精度优于1λP V(λ=632.8nm),满足了设计要求。对这种技术的适用范围进行了简明的讨论。 展开更多

关键词 空间相机 光学系统 透镜 光学加工 检验

原文传递

用于非球面通用化检测的部分零位透镜 被引量：9

12

作者 刘东 杨甬英 +1 位作者 田超 卓永模 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2009年第2期322-325,共4页

非球面的非零位法检测高效快速,并可实现较高精度的通用化检测。介绍了一种可用于非球面非零位检测中降低检测光波前斜率的部分零位透镜。该透镜具有较大的球差,可以显著补偿被测非球面的纵向法线像差,使得返回的检测光波前能够被探测... 非球面的非零位法检测高效快速,并可实现较高精度的通用化检测。介绍了一种可用于非球面非零位检测中降低检测光波前斜率的部分零位透镜。该透镜具有较大的球差,可以显著补偿被测非球面的纵向法线像差,使得返回的检测光波前能够被探测器分辨。论述了部分零位透镜的设计过程,特别是约束控制条件以及初始结构的选取原则,并就相对口径为f/2和f/1.5的两个抛物面给出了设计实例。设计结果表明:该部分零位透镜可以对一定口径和相对口径范围内的非球面实现部分零位补偿。利用一系列部分零位镜将可以对较大范围内的非球面进行补偿,从而实现常见非球面的通用化检测。该研究对非球面的通用化检测具有重要意义。 展开更多

关键词 非球面 部分零位透镜 补偿法 通用化检测 非零位

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一种基于Matlab的非球面光学元件面形参数测试技术 被引量：7

13

作者 尤越 王乔方 字正华 《红外技术》 CSCD 北大核心 2014年第4期331-335,共5页

提出了一种接触式轮廓仪测量非球面参数的新方法,该方法通过在传统的二维接触式轮廓仪基础上增加旋转,从而实现了三维测量。为了验证新方法的测量准确性与可行性,文中使用ZYGO干涉仪对旋转对称球面进行检测,与新方法的检测结果加以对比... 提出了一种接触式轮廓仪测量非球面参数的新方法,该方法通过在传统的二维接触式轮廓仪基础上增加旋转,从而实现了三维测量。为了验证新方法的测量准确性与可行性,文中使用ZYGO干涉仪对旋转对称球面进行检测,与新方法的检测结果加以对比。最后,使用新方法对非球面光学元件的面形参数进行测试,分析结果表明新的测量方法具备较高的测试精度,满足测量要求。 展开更多

关键词 非球面面形参数 接触式轮廓仪 ZYGO干涉仪 测试精度

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高次非球面的工艺技术研究 被引量：7

14

作者 袁吕军 陈韬 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2011年第2期335-342,共8页

高次非球面在光学系统应用中意义重大,但是一直以来缺乏一套快速、有效的工艺方法。利用VC6.0编制了一款面型计算软件以辅助加工,并提出了一种新的高次非球面补偿检验方法。针对一块巡天光谱仪中口径Φ244 mm的一面平面另一面为高次非... 高次非球面在光学系统应用中意义重大,但是一直以来缺乏一套快速、有效的工艺方法。利用VC6.0编制了一款面型计算软件以辅助加工,并提出了一种新的高次非球面补偿检验方法。针对一块巡天光谱仪中口径Φ244 mm的一面平面另一面为高次非球面的改正镜开展工艺方法的设计与研究,从铣磨成形开始,根据高次非球面的特点提出了几种新型磨削工艺,建立相应的数学模型。由于高次非球面的特殊性,试验了数控铣磨直接成型法,很大程度上降低后继工艺难度,在细磨和抛光阶段采用数控小工具和整工具研磨相结合,能够很好地克服面型不平滑等技术难题。总结出了一套高效率、低成本、高精度的高次非球面工艺方法。 展开更多

关键词 光学工艺 非球面 高次 补偿检验

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激光干涉法检测大口径抛物面反射镜 被引量：6

15

作者 权贵秦 安毓英 李庆国 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第10期2035-2038,共4页

针对非球面度为0.2λ的大口径抛物面反射镜,采用激光干涉法在ZYGO干涉仪上进行直接检测.对从干涉图获得的实际波面与理论计算的理想波面进行相减,得到被检抛物面镜的实际面形误差.将表面绝对检测技术引入非球面面形检测中,并与波面相减... 针对非球面度为0.2λ的大口径抛物面反射镜,采用激光干涉法在ZYGO干涉仪上进行直接检测.对从干涉图获得的实际波面与理论计算的理想波面进行相减,得到被检抛物面镜的实际面形误差.将表面绝对检测技术引入非球面面形检测中,并与波面相减技术相结合,从而使检测准确度提高了0.1λ.用自准直法验证了本方法的可行性. 展开更多

关键词 非球面 抛物面 激光干涉法 波面相减 绝对检测

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折反射式零位补偿检验 被引量：6

16

作者 张珑 胡文琦 +1 位作者 郑列华 郝沛明 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第7期7-11,共5页

结合奥夫纳尔折射式零位补偿器和马克苏托夫反射式零位补偿器的优点,对大口径、大相对孔径凹非球面加工检验提出一种折反射式零位补偿检验法.该方法采用放置在非球面顶点曲率中心之前的两块透镜和一块反射镜来实现大口径凹非球面零位补... 结合奥夫纳尔折射式零位补偿器和马克苏托夫反射式零位补偿器的优点,对大口径、大相对孔径凹非球面加工检验提出一种折反射式零位补偿检验法.该方法采用放置在非球面顶点曲率中心之前的两块透镜和一块反射镜来实现大口径凹非球面零位补偿检验.依据三级像差理论,推导了初始结构计算公式;通过对口径为1 000mm、顶点曲率半径为4 000mm、偏心率为1.05、中心孔为200mm的凹非球面进行补偿器设计,完成了原理验证,优化后系统剩余波像差峰谷值为0.004 2λ.研究结果表明该方法轴向光路长度短,补偿能力强,可用于允许部分中心遮拦的大口径、大相对孔径凹非球面检验. 展开更多

关键词 光学设计 折反射式补偿器 三级像差理论 非球面 补偿检验 大口径 大相对孔径

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非球面度梯度均方根法确定最佳比较球面及应用 被引量：3

17

作者 李俊峰 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2015年第10期1550-1556,共7页

非球面度是非球面光学元件的重要参数,其值大小及其分布情况将影响到所采用的加工工艺、加工余量大小等。非球面度梯度值可以表征非球面的加工难度,在分析近似公式法、最大非球面度最小化法、最大非球面度梯度最小化法计算非球面最佳比... 非球面度是非球面光学元件的重要参数,其值大小及其分布情况将影响到所采用的加工工艺、加工余量大小等。非球面度梯度值可以表征非球面的加工难度,在分析近似公式法、最大非球面度最小化法、最大非球面度梯度最小化法计算非球面最佳比较球面基础上,提出了非球面度梯度均方根值最小化法优化非球面最佳比较球面,从非球面整个镜面非球面度的梯度值考虑了加工的难度,特别适用于大口径高陡度非球面最佳比较球面的确定。以一个有效口径φ1000 mm、F/1.44的非球面为例,分析比较了4种方法的计算结果,结果表明非球面度梯度均方根值最小化法是一种综合考虑非球面加工难度和材料去除量的非球面最佳比较球面确定方法,得到的非球面度分布拐点在整个镜面口径的0.82位置附近。按照非球面度均方根值评价加工难度,均方根值最小化法的非球面度的均方根值为传统最大非球面度最小化法的2/3,显著的降低了加工的难度,对加工工艺的确定及表面全频误差段质量控制具有一定的指导意义。 展开更多

关键词 非球面度 非球面度梯度 均方根 加工 检测

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非球面光学元件面形检测方法 被引量：4

18

作者 贾世奎 李成贵 +1 位作者 杨辉 张庆荣 《上海计量测试》 2009年第5期2-6,共5页

随着科技的发展,尖端产品和现代化武器对光学元件质量要求越来越高,非球面光学元件因性能优良而应用越来越广泛,需求越来越迫切,非球面元件面形检测也成为研究者的工作重点,该文着重阐述现有的非球面光学元件面形检测方法,介绍各种方法... 随着科技的发展,尖端产品和现代化武器对光学元件质量要求越来越高,非球面光学元件因性能优良而应用越来越广泛,需求越来越迫切,非球面元件面形检测也成为研究者的工作重点,该文着重阐述现有的非球面光学元件面形检测方法,介绍各种方法的检测原理,并给出了各种方法的优缺点。 展开更多

关键词 光学 非球面 测量 检测方法

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非球面零检验的反射式Offner补偿器设计 被引量：1

19

作者 伍凡 《应用光学》 CAS CSCD 1998年第5期13-16,共4页

根据三级像差理论，推导反射式Ｏｆｎｅｒ补偿器在检验光路中的初始结构参数计算公式，讨论计算机最佳化设计方法，并给出设计实例。

关键词 非球面零检验 反向式Offner补偿器 光学设计 计算机最佳化设计 三级像差理论

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变步长搜索的计算全息图编码方法 被引量：4

20

作者 邱宏伟 金春水 +4 位作者 于杰 刘钰 张海涛 王丽萍 孙诗壮 《中国光学》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期368-374,共7页

基于计算全息图(Computer-Generated Hologram,CGH)的非球面检测技术通过控制衍射光相位来生成所需要的参考波前,从而实现非球面的零位检测,近年来,该技术已经发展成为非球面的主流检测技术。对于CGH编码,采用传统编码方法实现高精度编... 基于计算全息图(Computer-Generated Hologram,CGH)的非球面检测技术通过控制衍射光相位来生成所需要的参考波前,从而实现非球面的零位检测,近年来,该技术已经发展成为非球面的主流检测技术。对于CGH编码,采用传统编码方法实现高精度编码,其数据量往往高达几十甚至上百GB。因此,为同时确保编码精度高及编码数据量小,本文提出了一种变步长CGH编码方法。该方法首先通过寻找等相位面的方法得到CGH条纹分布,然后通过计算相位分布梯度选取不同的取样步长,使CGH能利用尽可能少的点实现高精度编码。利用变步长搜索的编码方法进行编码并制作了CGH对非球面样品进行检测,检测结果为3.142 nm(RMS)。为验证检测结果可信度,本文设计并制作了补偿器对同一非球面进行检测,其检测结果为3.645 nm(RMS)。对两检测结果点对点做差,RMS值为1.291 nm,结果表明该编码方法可满足非球面高精度检测需求。 展开更多

关键词 计算全息图 计算全息编码 非球面检测

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