[發明專利]2×2陣列光源掃描式面形測量光學系統標定方法

有效

• 申請號: 201410279851.4
• 申請日: 2014-06-20
• 公開（公告）號: CN104019764A
• 公開（公告）日: 2014-09-03
• 發明（設計）人: 劉長春;熊召;陳海平;袁曉東;周海;曹庭分;葉海仙;鄭萬國
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院激光聚變研究中心
• 主分類號: G01B11/24
• 分類號: G01B11/24
• 代理公司: 重慶為信知識產權代理事務所(普通合伙) 50216
• 代理人: 龍玉洪

1.一種2×2陣列光源掃描式面形測量光學系統標定方法，其特征在于包括以下步驟：

步驟一、在組裝好掃描式面形測量光學系統后，在掃描式面形測量光學系統的出射光路上布置標定平臺，該標定平臺能將掃描式面形測量光學系統射出的平行光沿原路平行反射回所述掃描式面形測量光學系統；

步驟二、啟動所述掃描式面形測量光學系統中的激光器(1)，預熱30分鐘，激光器(1)發出的光依次經準直系統(2)準直，然后通過分光鏡(3)進入擴束系統(4)進行擴束，楔鏡組(5)將擴束后的光束分成四束平行光從掃描式面形測量光學系統射出，并投向所述標定平臺；

步驟三、調整所述標定平臺上的精密二維偏擺平臺(8)，固定在精密二維偏擺平臺(8)上的夾具(7)隨之移動，使夾具(7)夾持的反射鏡(6)與掃描式面形測量光學系統垂直，反射鏡(6)反射四束平行光依次通過楔鏡組(5)和擴束系統(4)后，經分光鏡(3)折射到五棱鏡(9)后，再通過成像透鏡(10)在CCD(11)上成像，在CCD(11)觀察到的圖像中四個光斑位于圖像的中心；

步驟四、根據掃描式面形測量光學系統的視場角范圍設定標定平臺的驅動步數；根據驅動步數所需要的精細程度設定掃描式面形測量光學系統中激光器(1)的單次驅動步數；

步驟五、確定四個光斑中的任意一個為參考光斑，驅動精密二維偏擺平臺(8)上的壓電陶瓷機構，使參考光斑位置發生變化，記錄參考光斑位置及四個光斑位置相對變化量，完成CCD一行數據采集；

步驟六、重復步驟三至步驟五，完成CCD成像全區域行、列數據采集，實現掃描式面形測量光學系統測試動態范圍內的角度標定。

2.根據權利要求1所述2×2陣列光源掃描式面形測量光學系統標定方法，其特征在于：所述角度標定是根據圖像成像的結果，以每幅圖像上左邊那個光斑的中心位置為參考，計算其他三個光斑的中心位置與參考光斑中心位置的關系，可以用式(1a)和(1b)表示：

Δx_ni＝x_ni-x_n1-Δx_i0-----------------------------(1a)

Δy_ni＝y_ni-y_n1-Δy_i0-----------------------------(1b)

式中i＝2、3、4，表示圖像中除參考光斑外的其他三個光斑，Δx_i0表示理想狀態下第i個光斑x坐標與參考光斑x坐標差，Δy_i0表示理想狀態下第i個光斑y坐標與參考光斑y坐標差，n＝1、2、3...，表示第n幅圖像，x_n1表示第n幅圖像中參考光斑的x坐標，y_n1表示第n幅圖像中參考光斑的y坐標,x_ni表示第n幅圖像中除參考光斑外其他光斑的x坐標，y_ni表示第n幅圖像中除參考光斑外其他光斑的y坐標，Δx_ni表示第n幅圖像中第i個光斑x坐標與參考光斑x坐標的差修正值，Δy_ni表示第n幅圖像中第i個光斑y坐標與參考光斑y坐標的差修正值；

處理完之后用每幅圖像參考光斑的x坐標為橫軸，y坐標為縱軸，將處理得到的修正值制成修正表格，用于在測量時查表修正，或者插值計算修正。