一种基于相位测量偏折术的非球面镜检测方法

摘要

一种基于相位测量偏折术的非球面镜检测方法，检测系统由显示屏、摄像机、电控平移台、半透半反镜和电子计算机组成。摄像机的光心置于待测镜的光轴上。由计算机产生正(余)弦条纹图，并显示在显示屏上。将显示屏上的条纹图投影在被测镜上，反射回来后由摄像机进行拍摄。测量过程中，被测镜固定在电控平移台上，可以在计算机的控制下沿光轴精确移动。对被测镜移动过程中所拍摄的条纹图像进行分析处理得到相位分布，再计算得到非球面法线距和法线角的关系，即非球面的法线汇来描述非球面的面形。同时还可以由法线汇通过几何计算转换到直角坐标系进行评价。本发明具有较大的动态测量范围，为加工过程中波前变化范围较大的非球面反射镜精磨和初抛光阶段提供了检验手段。

主权项

一种基于相位测量偏折术的非球面镜检测方法，其特征在于：采用的检测系统由显示屏、已标定的摄像机、电控平移台、半透半反镜和电子计算机组成；摄像机的光心置于待测镜的光轴上，显示屏平面垂直于被测镜光轴，并显示由计算机产生正弦或余弦条纹图，经被测镜和半透半反镜反射后为摄像机所接收，即摄像机通过待测镜来观察显示屏，拍摄到显示屏上显示的图像即条纹图样，这样摄像机拍摄的条纹图像就携带了被测镜的面形信息，会发生变形而不同于显示屏所显示的标准条纹图，变形量取决于被测镜的面形；在测量过程中，将被测镜固定在电控平移台上，并在计算机的控制下沿光轴精确移动，而摄像机、半透半反镜和显示屏的位置都保持不变；由于在被测镜移动过程中，摄像机位置保持不变，所以两者的相对位置发生了变化，摄像机的成像率会发生改变，观察到的显示屏上的区域也会改变；在不同的位置，摄像机的像素单元会从待测镜上的不同点反射，到达显示屏上的不同位置，并记录下不同的条纹图像；使用相移技术和相位展开技术对记录的条纹图像进行处理得到各个位置处的相位分布，再计算得到非球面法线距和法线角的关系，即非球面的法线汇来描述非球面的面形；同时还可以由法线汇通过几何计算转换到直角坐标系，对被测镜面形进行评价。