[發明專利]大口徑平面光學元件面形的子孔徑拼接檢測技術及裝置

在審

• 申請號: 201611222160.6
• 申請日: 2016-12-27
• 公開（公告）號: CN106989689A
• 公開（公告）日: 2017-07-28
• 發明（設計）人: 李大海;鄂可偉;王琴;章濤
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: G01B11/24
• 分類號: G01B11/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.大口徑平面光學元件面形的子孔徑拼接檢測方法，其特征在于：包括多個相機組成圖像采集系統，顯示器作為條紋投影設備的系統裝置，其次，各相機拍攝得到前后表面反射疊加的變形條紋，如果把待測光學元件后表面反射的信號看作干擾項，由CCD探測到的光強信號可表示為：

I_obs(k)＝I_signal(k)+I_jammer(k) (1)

其中I_obs表示CCD像素點探測到的總光強，I_signal表示有用信號，I_jammer表示干擾信號，k表示相移步數；若下標“1”代表有用信號，下標“2”代表干擾信號，結合條紋編碼，以豎條紋為例，公式(1)又可進一步表示為：

其中分別為有用信號和干擾信號的背景光強，M₁，M₂是相應的振幅調制，分別為前后表面反射對應的顯示器投影點的X方向坐標，p為顯示器上的條紋周期長度，是與相移步數k相關的附加相移量；設w_S是屏幕寬度，則歸一化的X坐標為此時，代表顯示器左邊緣，代表顯示器右邊緣；公式(2)可寫作：

w_s/p是顯示器上的條紋總數，用τ表示，視為歸一化條紋空間頻率；合并常數項，于是：

其中，為疊加條紋的背景光強；采用N步相移法，進一步忽略相移項，則疊加信號可由下列式子簡單表示：

如果將τ(條紋空間頻率)看作自變量，那么，PMD計算斜率需要的顯示器投影點的歸一化位置信息和可以看作是兩個周期信號的頻率，CCD上任意像素探測到的光強信號I本質上就是兩個疊加的周期信號，后表面反射引起的干擾信號的算法分離問題實質上就是兩個周期信號的分離問題；具體實現過程為：拍攝一系列周期等間隔變化的條紋；提取單像素點的一組光強值，作為待分析的(包含兩個周期分量的)信號；計算功率譜密度(PSD)，分析其中的頻譜成分，最后乘以屏幕寬度(高度)即可得到顯示器投影點坐標；同時在調整被測平面光學元件和參考平面元件時引入參考坐標面，實現被測平面光學元件和參考平面光學元件經調整裝置的精確復位，被測平面光學元件數據在扣除參考平面光學元件面形數據后就得到單一口徑上的面形，在多相機測量得到各自拍攝的對應子孔徑區域上的斜率數據后，再通過子孔徑斜率拼接算法得到全孔徑上的斜率數據，進而重構得到全孔徑面形分布。