[發明專利]一種基于實時計算全息的大口徑非球面測量系統及方法

有效

• 申請號: 201610255811.5
• 申請日: 2016-04-21
• 公開（公告）號: CN105783707B
• 公開（公告）日: 2019-09-03
• 發明（設計）人: 趙自新;肖昭賢;張航瑛;趙宏
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G01B9/027
• 分類號: G01B9/027
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 陸萬壽

1.一種基于實時計算全息補償的大口徑非球面測量方法，其特征在于，大口徑非球面測量方法基于測量系統實現，所述測量系統由空間光調制器、干涉儀、立體雙目視覺系統、標定球靶標和圖像采集卡組成，被測的非球面鏡布置在空間光調制器和立體雙目視覺系統之間，干涉儀用于產生標準的參考平面波前，且參考平面波前通過空間光調制器；

實施零位測量時，采用透射型相位液晶空間光調制器來實時顯示CGH，干涉儀產生標準的參考平面波前通過空間光調制器調制成與被測非球面理論面形一致的非球面波前，使光線沿著被測非球面法線方向入射并沿原路返回，實現非球面的單次零位測量；

所述大口徑非球面測量方法包括以下步驟：

首先以空間光調制器的空間分辨率和干涉儀的口徑為約束條件，對被測非球面鏡所需要的子孔徑進行劃分，然后根據被測非球面鏡的設計參數和子孔徑的位置參數計算所需的補償全息圖，再將該補償全息圖顯示在空間光調制器上，完成一次零位測量，接著，調整被測非球面鏡移動至下一個子孔徑，進行零位測量，直至完成所有子孔徑的零位測量，最后將各個子孔徑的測量數據進行拼接；

對被測非球面鏡所需要的子孔徑進行劃分時，將空間光調制器的空間分辨率和干涉儀的口徑作為約束參數，保證子孔徑位于干涉儀的測試光錐范圍之內，結合Nyquist采樣定理，滿足以下公式：

其中，W(x,y)為被測非球面的波前，λ為被測非球面波前的波長。

2.根據權利要求1所述的一種基于實時計算全息補償的大口徑非球面測量方法，其特征在于：所述的所需的補償全息圖是利用光線追跡計算而得。

3.根據權利要求1所述的一種基于實時計算全息補償的大口徑非球面測量方法，其特征在于：所述的被測非球面鏡的設計參數主要為：被測非球面鏡的口徑、頂點曲率半徑以及二次曲面常數。

4.根據權利要求1所述的一種基于實時計算全息補償的大口徑非球面測量方法，其特征在于：所述的將各個子孔徑的測量數據進行拼接的方法為：首先將各個子孔徑的相位數據變換到實際的三維直角坐標系，然后根據子孔徑之間的重疊區域的偏差建立目標函數，利用迭代及序列線性化方法，對目標函數進行優化并求解，獲取各個子孔徑的最優位置調整參數及放大倍率，最后根據該最優位置調整參數及放大倍率即可得到最終結果。