自由曲面干涉检测中的自适应循环补偿结构

为缓解基于可变形镜(DM)的自适应自由曲面干涉仪存在的固有矛盾——不能同时兼顾大动态像差补偿与DM形变监测范围,前期提出了循环利用DM形变量去产生大畸变波前的自适应环形补偿器(ARCC),并得到了初步验证。为了推广其在自由曲面自适应检测中的应用,并结合校正光学系统的自由曲面多为低阶像差面的现实问题,对ARCC的低阶像差补偿特性做出了必要验证和研究。首先,通过Zemax建模对比了ARCC和传统单次往返补偿器(TSRC)对于像散、彗差和球差的补偿能力,得出ARCC补偿像散和彗差的能力近似为TSRC的2倍,补偿球差的能力也要显著大于TSRC,验证了ARCC的低阶像差补偿优势;其次,研究了ARCC的低阶像差类型补偿规律,得出ARCC结构中DM上的像差类型与补偿给被测面的像差类型是“一对多”或“多对一”的关系。结果证明:在实际中分别使用ARCC和TSRC对4块低阶像差自由曲面进行补偿验证,同样的DM形变量下,与传统补偿结构相比ARCC展现出更加出色的低阶像差补偿能力。

自由曲面干涉仪中自适应零位补偿器间距标定

研究了自适应补偿器(ANC)中两大补偿器——可变形镜(DM)和部分补偿镜之间的轴向距离标定技术,提出了一种多零位约束方法,利用一块校准镜,通过DM形变实现不同位置的零位检测,从而构建多个测量方程用以限制误差耦合,实现ANC空间间距自标定。通过仿真和实验验证了该标定方法的高精度。该方法摒弃了外部直接测量手段,使得ANC和整体干涉仪的集成化成为可能。