非球面環(huán)形子孔徑拼接檢測方法及高精度定位方法研究.pdf

1、由于非球面在光學系統(tǒng)中的使用可以有效地矯正像差、改善像質(zhì)并精簡光學系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，因此其在天文學、航空航天、國防軍事等各領域中扮演著重要的角色，是光學系統(tǒng)中的關(guān)鍵元件。近年來，隨著非球面的應用越來越廣泛和深入，人們對非球面的加工和檢測技術(shù)要求也越來越高，相繼發(fā)展出了補償法、計算全息法、子孔徑拼接法等各種非球面檢測方法。其中非球面環(huán)形子孔徑拼接法是發(fā)展較晚但是發(fā)展速度很快的方法之一，因為該方法具有檢測精度高、通用性好等諸多優(yōu)點。本文的主要研究內(nèi)

2、容正是非球面環(huán)形子孔徑拼接檢測方法。
　　 本文詳細地討論了環(huán)形子孔徑拼接檢測方法中的各個問題，推導了非球面環(huán)形子孔徑的劃分公式，創(chuàng)新性地提出了子孔徑可分辨范圍的直觀確定法和以最佳球為參考球的基準子孔徑確定法，這兩個問題的提出可以有效地幫助非球面的劃分并能夠減少子孔徑數(shù)目，從而降低了數(shù)據(jù)處理的復雜度，也在一定程度上提高了拼接精度。在拼接算法上，本文以兩個子孔徑的拼接為模型進行了詳細的論述，繼而提出了兩兩拼接算法和全局優(yōu)化拼接算法

3、，對兩種算法進行了數(shù)學描述和仿真分析。運用自編的MATLAB程序?qū)σ粋€非球面度為50微米，口徑為100毫米的二次拋物面進行了仿真，并添加了一個PV值為0.3621波長的面形誤差，仿真拼接結(jié)果驗證了球面環(huán)形子孔徑拼接算法的正確性。文章最后利用Zygo干涉儀對一個口徑為158毫米的二次拋物面進行了環(huán)帶子孔徑拼接檢測實驗，實驗結(jié)果PV值和已知的參考結(jié)果相比相差約7％，RMS值相差約2％，拼接面形輪廓和參考結(jié)果較為一致，這進一步驗證了環(huán)帶子孔徑