非球面接觸式輪廓儀三維測(cè)量研究.pdf

1、隨著光學(xué)技術(shù)的發(fā)展，非球面已滿(mǎn)足人們對(duì)光學(xué)系統(tǒng)提出的許多新要求。如增加系統(tǒng)的相對(duì)孔徑，擴(kuò)大視場(chǎng)角，改善光照均勻性，簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)和提高成像質(zhì)量等。人們對(duì)非球面要求不斷提高的同時(shí)，對(duì)檢測(cè)技術(shù)也提出了新的要求。
　　在非球面加工的研磨和粗磨階段，因?yàn)殓R面未拋亮，粗糙度大，所以反射效率低，干涉法無(wú)法得到理想的波前。而輪廓儀對(duì)鏡面粗糙度沒(méi)有很高的要求，并且無(wú)需補(bǔ)償器件即可直接測(cè)量表面矢高數(shù)據(jù)，可靠性強(qiáng)。因而輪廓儀在非球面研磨和拋光前期得到廣泛應(yīng)

2、用。
　　目前，輪廓儀在非球面檢測(cè)中的主要誤差來(lái)源是球頭接觸誤差。矯正的一般方法是通過(guò)已知的方程計(jì)算法線(xiàn)方向，但這種方法限制了測(cè)量的準(zhǔn)確度。因此本文提出了一種準(zhǔn)確計(jì)算接觸角的四點(diǎn)共球補(bǔ)償方法，該方法無(wú)需提供理論面形方程即可精確修正測(cè)量數(shù)據(jù)。
　　本文首先闡述并建立了四點(diǎn)共球數(shù)學(xué)模型，并詳細(xì)分析了模型在不同面型下的數(shù)學(xué)運(yùn)算方法，并給出模型在不同采樣路徑下的數(shù)據(jù)處理過(guò)程；根據(jù)誤差來(lái)源，分析了誤差成因及其影響，通過(guò)MATLAB模擬