主权项 |
一种大口径光学元件高精度调平方法,其特征在于它的步骤如下:1)移动二维导轨(S5)利用高倍显微镜(S11)在光学元件(S2)表面寻找到第一表面特征点(A);所述的表面特征点指光学元件表面的疵病、擦痕具有信息特征的点;2)利用高倍显微镜(S11)对第一表面特征点(A)进行等步长连续多幅暗场灰度图像采集;所述的暗场灰度图像是指用单束LED冷光源(S1)发射的平行光束照射光学元件(S2)表面的第一表面特征点(A)产生散射光线,散射光线被高倍显微镜(S11)收集,形成暗场灰度图像;3)计算灰度图像的灰度信息熵H1,所述的灰度信息熵H1由下式表示: <mrow> <msub> <mi>H</mi> <mn>1</mn> </msub> <mo>=</mo> <mo>-</mo> <munderover> <mi>Σ</mi> <mrow> <mi>x</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mi>M</mi> </munderover> <munderover> <mi>Σ</mi> <mrow> <mi>y</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mi>N</mi> </munderover> <mi>p</mi> <mo>[</mo> <mi>f</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>x</mi> <mo>,</mo> <mi>y</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>]</mo> <msub> <mi>log</mi> <mn>2</mn> </msub> <mi>p</mi> <mo>[</mo> <mi>f</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>x</mi> <mo>,</mo> <mi>y</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>]</mo> </mrow>其中f(x,y)为(x,y)像素位置的灰度等级,对于一幅M×N像素图像,1≤x≤M,1≤y≤N;p[f(x,y)]为(x,y)像素位置的灰度等级在整幅图像中出现的概率;所述的p[f(x,y)]由下式表示: <mrow> <mi>p</mi> <mo>[</mo> <mi>f</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>x</mi> <mo>,</mo> <mi>y</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>]</mo> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <mi>f</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>x</mi> <mo>,</mo> <mi>y</mi> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> <mrow> <munderover> <mi>Σ</mi> <mrow> <mi>x</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mi>M</mi> </munderover> <munderover> <mi>Σ</mi> <mrow> <mi>y</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mi>N</mi> </munderover> <mi>f</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>x</mi> <mo>,</mo> <mi>y</mi> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </mfrac> <mo>;</mo> </mrow>4)利用曲线拟合方法拟合灰度信息熵与高倍显微镜(S11)移动距离曲线,并通过搜索曲线中灰度信息熵的极小值的方法,得到高倍显微镜(S11)的正焦位置,得到第一表面特征点(A)的离焦量d1;5)移动二维导轨(S5)利用高倍显微镜(S11)寻找到光学元件(S2)第二表面特征点(B)、第三表面特征点(C);6)重复步骤2)至步骤4)所述过程,得到第二表面特征点(B)的离焦量d2,第三表面特征点(C)的离焦量d3;7)将第一表面特征点(A)的离焦量d1,第二表面特征点(B)的离焦量d2,第三表面特征点(C)的离焦量d3换算为左调节手轮(S7)的调整量δ1,右调节手轮(S6)的调整量δ2;8)按调整量δ1调节左调节手轮(S7),按调整量δ2调节右调节手轮(S6),并在左弹性预紧机构(S8)与右弹性预紧机构(S10)的共同作用下,使调整板(S3)相对于固定板(S4)以固定球铰(S9)为旋转中心做二维俯仰、侧摆角 度运动,完成使固定于调整板(S3)上的光学元件(S2)表面与高倍显微镜(S11)焦平面平行的调平操作。 |