离轴二次非球面反射镜无像差点法检测的误差分离技术

非球面光学元件检测中,获得准确的面形信息是实现元件确定性制造的关键因素之一。在无像差点法检测离轴非球面中,为了实现反射镜的高精度检测,对其干涉检测结果中的误差信息进行了分析。利用偏心光学系统的波像差分析方法,分析了在非球面检测系统中,被测镜的调整误差对系统波像差的影响,建立了调整误差分离的数学模型。利用该模型对离轴非球面反射镜进行实际的调装实验,经过四次调整,被测离轴二次非球面的最终检测的方均根结果为0.037λ(λ=0.6328μm),有效地提高了检测效率。

离轴抛物面的对比测量

采用离轴角度90°、口径1 inch的离轴抛物面作为样品,比对了传统零位干涉测量结果和非接触式3D非球面光学面形测量系统Luphoscan之间的差异。利用Zemax仿真了离轴抛物面六个维度的调整误差对测量结果的影响,分析了离轴量误差在两种完全不同测量过程中的表现形式,解决了Luphoscan测量结果可用性问题。根据仿真结果搭建动态干涉仪的零位检验干涉光路,建立了离轴抛物面的六个维度调节标准流程,可快速消除调整误差和离轴量误差,多次复现性测试结果达到了pv=0.135λ的精度。

离轴抛物面反射镜的投影畸变校正研究

光学元件在使用基于计算机控制光学表面成形技术(Computer Controlled Optical Surfa-cing,CCOS)的设备进行迭代加工时,需要导入光学干涉测量的面形数据。而使用无像差点法的自准直检测光路测量离轴凹抛物面反射镜时,由光路产生的投影畸变会使检测的面形图发生变形,进而导致工件的面形质量难以快速收敛。针对此问题,本研究提出了一种基于自准直检测光路的离轴凹抛物面镜的畸变校正方法。通过确定干涉仪中CCD测量坐标系和镜面坐标系的投影坐标变换,结合少量标记点的标定,对整个面形进行重构,从而校正投影畸变。针对某大口径离轴四反光学系统的Φ430mm等厚离轴凹抛物面主镜的自准直检测,以畸变校正后的检测数据作为磁流变设备的加工指导,表面面形精度RMS最终达到λ/80(λ=632.8nm)。该方法基于少量标记点实现高精度面形校正,能够有效缩短CCOS迭代加工过程中的畸变校正时间,在保证表面质量要求的情况下提升光学元件加工效率。