高精度大相對孔徑光學非球面檢測研究.pdf

1、非球面即與球面有偏離的光學表面。因為非球面在光學系統(tǒng)中較球面和平面引入更多的設計參數(shù)，具有簡化系統(tǒng)結構、校正像差、改善像質(zhì)等優(yōu)點，所以在現(xiàn)代光學技術中應用廣泛。針對大相對孔徑光學非球面表面面形的檢測，坐標測量技術是一種常見的檢測方法。在非球面加工前期階段，表面面形誤差尚未達到光波長量級，使用干涉檢測較為困難；而坐標測量技術通過直接接觸方式獲取非球面表面坐標數(shù)據(jù)，可靠穩(wěn)定，所以坐標測量技術是研磨和拋光前期階段的主要檢測手段。
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2、對大相對孔徑光學非球面面形的檢測，涉及到大量采樣數(shù)據(jù)的處理以及提高測量速度兩個方面。大量的采樣數(shù)據(jù)則需要一種簡單易行的算法，進行快速、高準確度地擬合出實際曲面；提高測量速度則需要設計一種新的測量方式，本文利用杠桿裝置來實現(xiàn)測量速度的提高。針對這兩個主要問題，本文主要進行了以下的工作：
　　1、介紹了非球面坐標檢測的方法，總結歸納了已有的坐標檢測的思路和方法，并且分析了二維情況下測量非球面母線過程中測頭半徑的微小變化引起的誤差，在此

3、基礎上利用三點擬合求法線方法消除測頭半徑的誤差，分析各種面形情況以及不同取樣步長、不同測頭半徑情況下三點擬合算法的擬合誤差大小。
　　2、闡述了大相對孔徑光學非球面輪廓檢測的坐標測量方法，在點位式測量裝置的基礎上進行優(yōu)化設計，添加杠桿裝置實現(xiàn)連續(xù)測量，連續(xù)取樣。針對大相對孔徑光學非球面鏡的檢測問題，分析雙球頭杠桿測量裝置的基本測量原理，建立了杠桿機構的形變模型，分析杠桿變形的大小。針對非球面鏡片偏心的誤差影響，建立相應的工件坐標系