平面干涉儀參考面的高精度標(biāo)定方法研究.pdf

1、大口徑平面光學(xué)元件廣泛的應(yīng)用于航空航天、天文探索、高功率激光系統(tǒng)等重大國(guó)家工程中，因此，對(duì)于大平面光學(xué)平面元件面形檢測(cè)的研究顯得尤為必要和重要。常用干涉方法對(duì)平面面形進(jìn)行檢測(cè)，菲索干涉儀作為典型的平面面形干涉檢測(cè)儀器，其檢測(cè)精度很大程度上取決于光學(xué)參考平面的面形精度。光學(xué)平面口徑增大致使其自身重力的增加，會(huì)使得參考平面發(fā)生重力變形，從而對(duì)待測(cè)平面元件檢測(cè)結(jié)果產(chǎn)生很大的誤差。所以大口徑參考平面的高精度面形的標(biāo)定成為檢測(cè)過(guò)程中必不可少的一環(huán)

2、，也是保證大口徑光學(xué)系統(tǒng)檢測(cè)水平提升的必然途徑。
　　本文在傳統(tǒng)的三平面互檢面形標(biāo)定方法的基礎(chǔ)上，采用Zernike多項(xiàng)式擬合的三平面互檢面形標(biāo)定方法，并結(jié)合相移干涉技術(shù)的理論分析和仿真，分析得到相移過(guò)程中干涉條紋處理的計(jì)算誤差達(dá)到2mm。同時(shí)，針對(duì)300mm口徑的參考平面在不同的裝夾支撐方式、參考面厚度、平面口徑等參數(shù)條件下的自重變形，運(yùn)用有限元分析方法進(jìn)行分析仿真。所以選取T型六點(diǎn)支撐方式作為大口徑參考平面的裝夾支撐方式，該支

3、撐方式下參考面的重力變形仿真達(dá)到20nm。隨后，分析了參考面的變形對(duì)Zernike多項(xiàng)式擬合的三面互檢面形標(biāo)定結(jié)果的影響，得到變形后的檢測(cè)面形殘差達(dá)到10nm。最終，在仿真結(jié)果的基礎(chǔ)上提出了一種在干涉波面處理過(guò)程中修正參考面重力變形分量的變形補(bǔ)償方法。最后，使用Zygo干涉儀對(duì)若干100mm口徑的標(biāo)準(zhǔn)平面進(jìn)行檢測(cè)實(shí)驗(yàn)，采用Zernike多項(xiàng)式擬合的三平面互檢面形標(biāo)定方法，在干涉波面中修正重力變形量，最終計(jì)算得到的參考平面的面形和加工標(biāo)稱