基于白光干涉顯微鏡的偏擺式非球面輪廓測(cè)量技術(shù)研究.pdf

1、傳統(tǒng)的接觸式擺臂輪廓儀在測(cè)量非球面鏡輪廓時(shí)掃描探針與非球面鏡表面直接接觸，存在劃傷待測(cè)元件表面的風(fēng)險(xiǎn)且探針的直徑會(huì)引入測(cè)量誤差。為實(shí)現(xiàn)非球面鏡的非接觸式測(cè)量，本文研究了基于白光干涉顯微鏡的非球面偏擺式輪廓測(cè)量技術(shù)，以光學(xué)探頭掃描非球面鏡輪廓獲得各采樣點(diǎn)曲率值從而恢復(fù)非球面鏡的面形輪廓。本研究主要內(nèi)容包括：
　?、叛芯苛税坠飧缮骘@微鏡測(cè)量曲率半徑值的準(zhǔn)確性，提出了最小二乘法擬合面形輪廓的計(jì)算方法，測(cè)量了標(biāo)準(zhǔn)球面鏡，接觸式探針等各類具

2、有代表性元件的曲率半徑值。結(jié)果表明，白光干涉顯微鏡測(cè)量曲率半徑值是準(zhǔn)確的。
　?、茷榱私o非接觸偏擺式非球面鏡測(cè)量方案提供參考，并對(duì)比檢測(cè)結(jié)果。采用接觸式輪廓儀對(duì)非球面鏡與標(biāo)準(zhǔn)球面鏡進(jìn)行了面形檢測(cè)。分析了接觸式輪廓儀面形檢測(cè)結(jié)果。結(jié)果表明，非球面鏡以及標(biāo)準(zhǔn)球面鏡的接觸式輪廓儀檢測(cè)結(jié)果與其名義值吻合。
　　⑶基于白光干涉顯微鏡，設(shè)計(jì)了非接觸偏擺式非球面鏡輪廓測(cè)量方案。提出了坐標(biāo)補(bǔ)償法對(duì)采樣點(diǎn)橫向坐標(biāo)值進(jìn)行補(bǔ)償，基于曲率半徑值使用

3、積分法和擬合法進(jìn)行面形恢復(fù)。與接觸式輪廓儀輪廓測(cè)量結(jié)果相比非接觸偏擺式輪廓測(cè)量結(jié)果中:標(biāo)準(zhǔn)球面鏡測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確，曲率半徑值為49.97mm，面形偏差PV=95.2nm，RMS=27.6nm;非球面鏡的檢測(cè)結(jié)果中，雙曲面鏡測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確，頂點(diǎn)曲率半徑值為26.93mm，面形偏差PV=73.3nm, RMS=21.6nm。
　?、柔槍?duì)非接觸偏擺式非球面輪廓測(cè)量方法檢測(cè)雙曲面鏡面形結(jié)果準(zhǔn)確而檢測(cè)拋物面鏡面形結(jié)果存在誤差的問(wèn)題，進(jìn)行了誤差分析