用于在线检测的紧凑型瞬态干涉测量系统

发布时间：2021-08-25 15:45

　　针对不同口径光学元件加工阶段的在线测量需求,提出了用于在线检测的紧凑型瞬态干涉测量系统。系统引入偏振相机来实现波前瞬态移相干涉测量以降低外界扰动影响。同时结合基于位形优化算法的子孔径拼接技术,可降低对运动扫描平台精度要求,并实现大口径光学元件全口径检测。为验证所提出测量系统的可行性,分别对金刚石车削机床对中工具和大口径球面镜进行在线检测和子孔径拼接测量,结果表明,与ZYGO干涉仪检测结果相比,两者对应的均方根值偏差的绝对值分别为0.003与0.007μm。同时该系统具有布局结构紧凑和对外界环境扰动不敏感的特点,可很好地满足复杂环境在线安装检测应用要求,在金刚石车削机床对中工具的在线调整和不同口径光学元件在线检测中具有较广泛的应用。 

【文章来源】：仪器仪表学报. 2020,41(02)北大核心EICSCD

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

紧凑型在线瞬态干涉测量系统布局

式中:gi表示局部坐标系相对全局坐标系位形;k表示子孔径i中的采样点数目。再利用位形优化算法[18]进行迭代之前,需首先确定子孔径之间重叠点的对应关系。如图2所示,假设名义表面上点Pik为子孔径i上点Qik对应的投影点,且落在子孔径i与子孔径k的重叠区域内,则与投影点Pik对应的子孔径k上点Qik被认为是一个重叠点。在确定子孔径间重叠对应关系后,通过迭代算法不断优化子孔径的位形分布,自动确定子孔径重叠点对之间的对应关系,最大程度地减少子孔径重叠区域的不匹配程度,设立目标函数F用来表征不匹配程度,如式(5)所示。

为了验证本文提出的紧凑型瞬态干涉测量系统对于光学元件在线检测的可行性,根据图1搭建了系统样机,如图3所示,搭建完成后的系统样机尺寸大小仅为195 mm×160 mm×65 mm,可很好地满足在线检测的安装要求。测量系统选用偏振相机的象元尺寸为3.45 μm×3.45 μm,2 448 pixel×2 048 pixel。利用所搭建的紧凑型瞬态干涉测量系统对金刚石车削加工机床对中工具进行在线检测,同时利用基于位形优化算法的子孔径拼接对大口径凹球面镜进行拼接测量。2.1 对中工具面形的在线检测

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于相位测量偏折术的透明物体表面形貌测量[J]. 郝治超,刘元坤.  光学与光电技术. 2019(01)
[2]基于相位偏折术的大像差透射波前检测[J]. 徐平,王道档,解钟敏,许新科,孔明.  仪器仪表学报. 2018(09)
[3]用于三维测量的双路点衍射干涉系统[J]. 王道档,王志超,赵军,王朝,孔明.  仪器仪表学报. 2017(09)
[4]点衍射干涉检测技术[J]. 李瑶,杨甬英,王晨,陈元恺,陈晓钰.  中国光学. 2017(04)
[5]基于相位测量偏折术的反射镜三维面形测量[J]. 袁婷,张峰,陶小平,付锦江.  光学学报. 2016(02)
[6]精磨光学元件面形的干涉检测技术研究[J]. 代雷,吴迪,张健,张春雷,于长淞,谷勇强.  电子测量与仪器学报. 2015(04)
[7]一种小型在线非接触球面干涉仪系统设计[J]. 林健,王敏,韩振华,卓金寨.  应用光学. 2012(06)
[8]子孔径拼接测量基本算法与迭代算法的性能比较研究[J]. 杨靖,陈善勇,戴一帆.  航空精密制造技术. 2008(05)
[9]大口径光学平面的子孔径拼接检验研究[J]. 李新南,张明意.  光学技术. 2006(04)



本文编号：3362402