剪切干涉仪的定量处理数学原理及采样处理技巧

介绍了剪切干涉仪适时定量处理的方法。通过互相垂直两个方向的剪切图形 ,解算出镜面的实际形状。提出两种处理方法 :即变换系数法和扩展了的联立方程求解法。然后介绍了在采样和处理过程中的技巧 ,最后对剪切干涉棱镜的发展和如何将移相干涉技术应用到剪切干涉中的可能性 ,做了初步的探讨。

主动抛光盘磨制非球面镜面控制技术的研究

介绍了抛光盘机械结构和基本运动方式,探讨了主动抛光盘的控制系统和面形检测,重点对变形技术进行了数学分析,并给出了实验结果。根据实验结果分析了面形误差产生的原因,讨论了主动抛光盘的动态响应和校正,给出了直径910mm,焦比为F/2的实验镜面磨制结果。

主动抛光盘磨制非球面的工艺与面形检测

主动抛光盘技术特别适用于磨制焦比大的深度非球面,能够根据需要对抛光盘面实时地主动变形成偏轴非球面来磨制非球面镜面。它具有较高的磨削速率和较大范围内的自然平滑(无切带)。用计算机控制磨制,可以像加工球面一样来加工一个深度的非球面。介绍了用国内首次研制成功的主动抛光盘对加工直径910mm、焦比F/2的抛物面镜的工艺方法的初步探讨,并给出了抛物面镜的检验方案和检测结果。

剪切干涉仪的定量处理数学原理及采样处理技巧

剪切干涉仪具有其独特的抗震动干扰，无需标准比较球面等特点，它也不会出现其他类型的干涉仪经常出现的二束光（参考光与被检光）强度对比相差太大（往往是２０多倍甚至更大），因而造成条纹对比度太差，甚至到无法拍摄测量的地步，因此适合于任何场合的检验，但它也存在一个“不直观”的毛病，即对同样的毛病，所呈现的干涉条纹与常规的干涉条纹不一样（以往的经验不能完全用上），且毛病的位置与量级也不能一目了然。

检测大口径光学平面镜时干涉条纹的子孔径拼接方法

提出了用Ritchey_Common法检测大口径光学平面镜时干涉条纹的子孔径拼接方法。通过确立基准点将多幅子孔径检测数据统一到全口径归一化坐标系下进行拼接,解决了在检验光路中因Ritchey角所引起的投影变形问题和如何消去因被检平面的大曲率所造成的像散。通过Zernike多项式拟合重建连续波面,可恢复全口径波面图像。

子孔径拼接法检测大口径光学镜面的精度分析

讨论了在用子孔径拼接法检测大口径光学镜面时的精度问题,并分别从理论上和实验中对拼接检验的精度做了定量分析。分别用平面消差、在非圆域内的Zernike多项式系数拟合和在圆域内的Zernike多项式系数拟合等三种方法对检测得到的波面面形数据进行数据处理。通过对这三种方法计算结果的分析,发现利用平面消差法拟合波面数据能更好地保存原始波面信息,且拟合误差较小。最后通过对实验数据的分析和处理验证了平面消差法拟合得到的波面更接近原始波面,拼接效果较好。

大非球面主镜细磨时面形的检验

本文采用非电量测量技术来实现大非球面主、副镜在细磨阶段的检验,从而解决了在细磨阶段的非球面度的问题。

对主动抛光盘在加工、测量状态下盘面的变形及提升的数学分析

用主动抛光盘磨制非球面是一个动态的过程,必须保证在计算机控制下,主轴的移动、旋转,和抛光盘的旋转、倾斜、变形及升降,以及主镜的旋转都步调一致。推导出在模式中诸要点的位置、速度、加速度和时间的关系,并根据所加工的口径910 mm,焦比为F/2的抛物面主镜参量和所用主动抛光盘的参量分析:1) 主动抛光盘基板的变形特性,即它的变形量、变形的速度和加速度,以及近似公式与精确公式之间的差异;2) 主动抛光盘背面的三个提升点运动规律,即它的升降量、升降的速度和加速度;3) 主动抛光盘的变形量和它在差分变压器式线性微位移传感器(LVDT)测试架上所测得的测量量之间的关系;4) 分析主动抛光盘的变形与提升的速度与加速度和抛光盘沿横梁的运动速度V1 以及抛光盘自身的转速V2 之间的关系和特性。此分析是主动抛光盘的数学基础,它为主动抛光盘的机械和电控设计提供了技术依据,为实现计算机控制下的6轴联动提供了保证。

用改进和拓展后的范成法铣磨凸凹非球面的原理和精度分析

用靠模方法铣磨非球面面型，精度和速度都很差。传统的范成法虽然铣磨效率高、速度快，但只能铣磨出球面，而不能铣磨出非球面。本文提出了一种改进和拓展了的范成法。基于范成法的原理，借助于现代计算机控制的高精度数控技术，就可以快速、高效、高精度地铣磨出非球面的面型。

一种大口径大非球面度天文镜面磨制新技术

主动抛光盘技术是近年来因天文望远镜的口径越来越大,焦比越来越快而发展起来的一种能够根据需要将抛光盘面实时地主动变形成偏轴非球面来磨制大口径非球面度高精度天文镜面的磨制技术。非球面表面的曲率不仅各点不一致,而且同一点的径向与切向曲率也不相同,所以经典的大的抛光盘不可能使其表面形状始终与所接触的非球面表面形状相吻合;常用的小磨盘抛光的致命缺点是解决不了高频切带,抛光效率也低。而主动抛光盘技术正好解决这些难题。与传统方法相比,它具有较高的磨削速率和较大范围内的自然平滑(无切带)。这是一种用计算机控制的磨镜技术,通过它可以像加工球面一样来加工一个深度的非球面。介绍了我国成功研制的主动抛光盘以及它在直径910 mm,焦比F/2抛物面镜加工中的成功应用和加工的结果,以及此项技术将在2 m以上直径天文镜面,特别是30 m巨型天文光学/红外望远镜的分块子镜磨制中的应用前景。