[發明專利]長條狀光學元件面形的快速拼接檢測裝置和測量方法

在審

• 申請號: 201711124538.3
• 申請日: 2017-11-14
• 公開（公告）號: CN107990839A
• 公開（公告）日: 2018-05-04
• 發明（設計）人: 頓愛歡;邵建達;嵇文超;張陽;吳福林;徐學科
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海光學精密機械研究所
• 主分類號: G01B11/24
• 分類號: G01B11/24
• 代理公司: 上海恒慧知識產權代理事務所(特殊普通合伙)31317
• 代理人: 張寧展

1.一種長條狀光學元件面形的快速拼接檢測裝置，其特征在于該裝置包括：水平調節機構(1)、垂直調節機構(2)、氣浮平臺(3)、二維精密調整臺(4)、大口徑光學元件(5)、伺服電機(6)、數控直線導軌(7)、運動電控箱(8)、小口徑數字化激光干涉儀(9)和電子計算機(10)；

在所述的氣浮平臺(3)上設置所述的二維精密調整臺(4)和所述的數控直線導軌(7)，所述的大口徑光學元件(5)放置在所述的二維精密調整臺(4)上，所述的水平調節機構(1)和垂直調節機構(2)控制所述的二維精密調整臺(4)，以精細調整所述的大口徑光學元件(5)的俯仰參數和高低位置；

所述的數控直線導軌(7)上設有電控移動平臺，該電控移動平臺在所述的伺服電機(6)驅動下沿所述的數控直線導軌(7)做直線運動；

所述的小口徑數字化激光干涉儀(9)固定在所述的電控移動平臺上，在所述的伺服電機(6)帶動下所述的小口徑數字化激光干涉儀(9)沿所述的數控直線導軌(7)直線運動；

所述的伺服電機(6)與運動電控箱(8)連接并受其控制；所述的運動電控箱(8)的控制端和小口徑數字化激光干涉儀(9)的輸出端分別與所述的電子計算機(10)連接并受其控制；

所述的面形拼接軟件安裝在所述的電子計算機(10)上。

2.利用權利要求1所述的長條狀光學元件面形快速拼接檢測裝置進行長條狀光學元件面形快速拼接的檢測方法，其特征在于該方法包括如下步驟：

1)首先將大口徑光學元件(5)放置在所述的二維精密調整臺(4)上，調節所述的水平調節機構(1)和垂直調節機構(2)，使所述的大口徑光學元件(5)的待測表面與所述的數控直線導軌(7)平行，并使待測平面的中心高度與所述的小口徑數字化激光干涉儀(9)的中心孔徑高度一致；

2)利用電子計算機(10)通過所述的運動電控箱(8)、驅動所述的伺服電機(6)帶動所述的小口徑數字化激光干涉儀(9)，處于所述的數控直線導軌(7)的一端，并位于所述的大口徑光學元件(5)待測平面的初始位置；

3)按照所述的小口徑數字化激光干涉儀(9)操作規程，打開各部分控制開關，使所述的小口徑數字化激光干涉儀(9)進入正常工作狀態；

4)依次打開電子計算機(10)和面形拼接檢測軟件；在軟件中根據待測大口徑光學元件(5)的長度和口徑設置小口徑數字化激光干涉儀(9)技術參數，包括：

全口徑面形：指待測大口徑光學元件的整體面形精度，即PV；

子孔徑面形：指利用小口徑數字化激光干涉儀每次測量的面形值，即為一個子孔徑面形值，即pv；

拼接重疊率：指相鄰兩個子孔徑的拼接重疊區域占子孔徑的百分比，一般選擇30％和50％，可根據具體情況進行調節；

拼接次數：根據子孔徑大小和拼接重疊率以及待測大口徑光學元件的口徑進行計算所得；

測量速度：指小口徑數字化激光干涉儀在每個子孔徑之間測量的移動速度和每個子孔徑面形的測量時間；

拼接子孔徑數：指根據拼接次數計算出的全部測量完成大口徑光學元件面形所需的子孔徑數量，記為N；

軟件參數設置完成后，將所述的小口徑數字化干涉儀(9)對準大口徑光學元件(5)待測平面的第一個子孔徑位置，令n＝1，點擊開始測量；

5)調節所述的水平調節機構(1)和垂直調節機構(2)，直到電子計算機的顯示器上出現清晰的明暗干涉條紋，并把干涉條紋調整到最少；待干涉條紋穩定后，讀取軟件上數字化面形精度值并保存，得到第1個子孔徑面形，即pv1；

6)第一個子孔徑測量完成后，電子計算機(10)控制小口徑數字化激光干涉儀(9)沿著數控直線導軌(7)按照程序設定值平移至下一個子孔徑位置，即n＝2，按照步驟5)繼續測量，得到第二個子孔徑面形pv2；

7)令n＝n+1，當n<N，按步驟5)測量，得到第n子孔徑面形pvn；當n>N時，進入下一步；

8)將上述子孔徑面形pv1、pv2、…、pvn、…、pvN按現有面形全口徑拼接算法進行拼接處理，得到大口徑光學元件的全口徑面形參數PV、RMS值，即得到大口徑光學元件的全口徑面形數據。