双球面法标定立式参考球面的精度分析

采用双球面法对立式Fizeau干涉仪的参考球面进行标定以确定由重力、安装夹持力等导致的面形形变量,提高立式光学系统中光学元件的面形检测精度。首先,推导了双球面法标定算法;进而,理论分析和模拟计算了影响检测精度的环境、重力、安装夹持力等因素;最后,利用双球面法对立式Fizeau干涉仪的参考球面进行标定,并利用误差合成理论分析实验结果。实验结果显示,利用双球面法标定F/1.5的立式Fizeau干涉仪参考面的精度为2.3nm。其中,算法本身以及实验操作引起的测量重复性不大于0.7nm,包含环境误差时的重复性低于1.2nm;重力导致的面形形变约为0.9nm,标准镜安装导致的面形形变约为1.7nm。结果论证了双球面法具有很高的标定精度;环境对检测精度的影响与干涉腔长度有关,长度增加时影响很明显;立式工作时,重力、安装等因素导致的标准镜参考球面的面形形变很大,在高精度使用前必须进行标定。