大口径、批量化离轴子镜的面形检测方法技术

大口径、批量化离轴子镜的面形检测方法：1：设计对有限距离共轭的消球差单透镜，透镜一面是球面另一面叠加偶次项；2：把离轴子镜平移至干涉仪的光轴上，绕子镜的顶点进行旋转；3：在消球差单透镜之前插入计算全息片，实现自准直检测；4：在计算全息片的补偿相位基础上加入载频；5：针对某一特定离轴量的子镜，用光学设计软件进行优化设计；6：设计计算全息片的加工工艺参数；7：重复以上步骤，针对不同离轴量的离轴子镜，设计检测光路，设计的内容包括待检镜面到消球差单透镜的距离、主全息的相位分布、对准全息的相位分布。本发明专利技术检测不同离轴量的子镜时，只需更换计算全息片。计算全息片口径小、设计加工精度高，装调方便、节约成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于光干涉计量测试领域，具体涉及一种使用计算全息片和消球差单透镜共同对大口径、批量化离轴子镜的面形精度进行干涉检测的方法。
技术介绍
二次曲线绕其对称轴旋转一周，形成二次曲面。天文望远镜的光学镜面形状一般是二次曲面，这种镜面具有旋转对称性。如果一块镜面由多个小镜面拼接而成，则最终的镜面称为母镜，小镜面称为离轴子镜。母镜具有旋转对称性，而离轴子镜不再具有旋转对称性（中心的那一块子镜除外）。为了加工出与理论形状一致的光学镜面，需对镜面的面形进行检测。目前对离轴子镜的面形精度，一般采用补偿检测方法，用干涉仪进行检测。补偿器和待检镜面之间存在一一对应关系。对于给定参数的非球面镜，需设计加工特定的补偿器，用于补偿待检非球面与干涉仪出射的标准球面（或平面）波前之间的差异。补偿器分为两种，一是透镜，二是计算全息片。使用透镜进行补偿时，设计加工的透镜具有旋转对称性，也就是说透镜补偿器能够检测的范围覆盖整个母镜，而实际用到的只是与离轴子镜对应的那一部分。这种补偿器灵活性好，适用于不同类型的镜面，但是造价昂贵，装配要求高，并且光路调整困难。使用计算全息片进行检本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大口径、批量化离轴子镜的面形检测方法，其特征在于，步骤如下：步骤1：设计一个对有限距离共轭的消球差单透镜，该透镜一面是球面，另外一面在球面的基础上叠加偶次项；步骤2：把离轴子镜平移至干涉仪出射光束的光轴上，绕子镜的顶点进行旋转，使入射到子镜顶点的光线沿顶点的法线方向；步骤3：在消球差单透镜之前插入计算全息片，计算全息片补偿的相位用Zernike多项式进行拟合，计算全息片和消球差单透镜共同作用，使得光线在各个点均沿待检子镜的法线方向入射，所有光线沿原路返回，实现自准直检测；步骤4：在计算全息片的补偿相位基础上加入载频，避免非工作衍射级次的光对检测光路造成干扰；步骤5：针对某一特定离轴量的子镜...

【技术特征摘要】
1.一种大口径、批量化离轴子镜的面形检测方法，其特征在于，步骤如下：
步骤1：设计一个对有限距离共轭的消球差单透镜，该透镜一面是球面，另外一面在球面的基础上叠加偶次项；
步骤2：把离轴子镜平移至干涉仪出射光束的光轴上，绕子镜的顶点进行旋转，使入射到子镜顶点的光线沿顶点的法线方向；
步骤3：在消球差单透镜之前插入计算全息片，计算全息片补偿的相位用Zernike多项式进行拟合，计算全息片和消球差单透镜共同作用，使得光线在各个点均沿待检子镜的法线方向入射，所有光线沿原路返回，实现自准直检测；
步骤4：在计算全息片的补偿相位基础上加入载频，避免非工作衍射级次的光对检测光路造成干扰；
步骤5：针对某一特定离轴量的子镜，用光学设计软件进行优化设计，首先优化子镜到消球差单透镜的最佳距离，然后优化设计计算全息片，得到计算全息片的相位分布；对相位求一阶导数，得到全息片条纹的空间频...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐秋云，徐晨，李博，李新南，
申请(专利权)人：中国科学院国家天文台南京天文光学技术研究所，
类型：发明
国别省市：江苏;32