一种大口径反射镜组件的面形检验方法

摘要

本发明涉及一种大口径反射镜组件的面形检验方法，属于光学精密测量技术领域。反射镜组件中的反射镜镜面朝上，用干涉仪测量反射镜组件中反射镜的面形数据W_0(m×n)，反射镜组件中的反射镜镜面朝下，用干涉仪测量反射镜组件中反射镜的面形数据W_180(i×j)；将W_0(m×n)和步W_180(i×j)进行面形数据矩阵归一化处理，得到F_0(a×b)＝W_a×b+G_0(a×b)+K_a×b和F_180(a×b)＝W_a×b+G_180(a×b)+K_a×b，将归一化处理后的面形数据F_0(a×b)和F_180(a×b)进行图像叠加，消除重力变形，得到反射镜零重力面形数据F＝(F_0(a×b)+F_180(a×b))/2＝W_a×b+K_a×b，如果F与W_a×b的差值K_a×b的均方根值不大于0.003λ(λ＝632.8nm)，认为反射镜组件的装配符合要求，如果F与W_a×b的差值K_a×b的均方根值大于0.003λ，认为反射镜组件的装配不符合要求，需重新对反射镜组件重新进行装配。

主权项

一种大口径反射镜组件的面形检验方法，其特征在于：反射镜组件(5)包括反射镜、六个支腿和支撑板，待测试的反射镜与六个支腿通过胶粘固定连接在一起，且六个支腿与支撑板固定连接在一起；该测试方法使用的装置包括测试塔(4)、折镜(3)、补偿器(2)和干涉仪(1)；从干涉仪(1)发出的球面波前光束或平面波前光束通过补偿器(2)的补偿后非球面波前光束后到达折镜(3)上，光束通过折镜(3)的折射后到达反射镜上，光束通过反射镜后原路返回到干涉仪(1)上形成干涉条纹；所述的测试塔(4)包括顶部支撑平台和侧板，顶部支撑平台上有能够使反射镜以及六个支撑腿通过且不能使支撑板通过的通孔；其中一个侧板上带有通孔，用于干涉仪(1)发出的光束的通过；当反射镜的镜面朝上时，顶部支撑平台用于支撑折镜(3)、补偿器(2)和干涉仪(1)，顶部支撑平台、侧板和地面围成的空腔用于盛放反射镜组件(5)；干涉仪(1)、补偿器(2)、折镜(3)从右向左放置在测试塔(4)的顶部支撑平台上，反射镜组件(5)放置在测试塔(4)的内部；当反射镜的镜面朝下时，反射镜组件(5)中的反射镜和六个支撑腿穿过顶部支撑平台上的通孔并通过支撑板进行限位在顶部支撑平台上；折镜(3)和补偿器(2)从左至右放置在由顶部支撑平台、侧板和地面围成的空腔内，干涉仪(1)放置在测试塔(4)外面，且干涉仪(1)发出的光束能够通过侧板上的通孔传输到补偿器(2)上；该方法的步骤包括：(1)反射镜组件(5)中的反射镜镜面朝上，用干涉仪(1)测量反射镜组件(5)中反射镜的面形数据W_0(m×n)，且W_0(m×n)＝W_m×n+G_0(m×n)+K_m×n；其中，W_m×n为反射镜零件状态时的原始面形数据，W_m×n为已知值，G_0(m×n)为重力面形数据，G_0(m×n)为未知值，K_m×n为装配误差面形数据，K_m×n为未知值；(2)反射镜组件(5)中的反射镜镜面朝下，用干涉仪(1)测量反射镜组件(5)中反射镜的面形数据W_180(i×j)，且W_180(i×j)＝W_i×j+G_180(i×j)+K_i×j；其中，W_i×j为反射镜零件状态时的原始面形数据，W_i×j为已知值，G_180(i×j)为重力面形数据，G_180(i×j)为未知值，K_i×j为装配误差面形数据，K_i×j为未知值；(3)将步骤(1)得到的面形数据W_0(m×n)和步骤(2)得到的面形数据W_180(i×j)进行面形数据矩阵归一化处理，得到归一化处理后得到反射镜组件(5)中的反射镜镜面朝上时的面形数据F_0(a×b)＝W_a×b+G_0(a×b)+K_a×b和反射镜组件(5)中的反射镜镜面朝下时的面形数据F_180(a×b)＝W_a×b+G_180(a×b)+K_a×b，W_a×b为反射镜零件状态时的原始面形数据，W_a×b为已知值；G_0(a×b)为反射镜组件(5)中的反射镜镜面朝上时，归一化处理后的重力面形数据；G_180(a×b)为反射镜组件(5)中的反射镜镜面朝下时，归一化处理后的重力面形数据；(4)将步骤(3)得到的归一化处理后的面形数据F_0(a×b)和F_180(a×b)进行图像叠加，消除重力变形，得到反射镜零重力面形数据F＝(F_0(a×b)+F_180(a×b))/2＝W_a×b+K_a×b，如果F与W_a×b的差值K_a×b的均方根值不大于0.003λ(λ＝632.8nm)，认为反射镜组件(5)的装配符合要求，如果F与W_a×b的差值K_a×b的均方根值大于0.003λ，认为反射镜组件(5)的装配不符合要求，需重新对反射镜组件(5)进行装配。