一种去除拼接检测中支撑的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供的一种去除拼接检测中支撑的方法及装置，采用最大似然估计除去拼接检测中支撑误差，避免了多次全口径面形的检测，减少检测时间、机械误差的累积，提高检测的效率和精度，有效分离出了支撑面形。

Method and device for removing support in splicing detection

A method and device for supporting the removal of splicing detection provided by the invention, the maximum likelihood estimation error by removing the supporting splicing detection, to avoid the detection of multiple full aperture, reduce the cumulative detection time, mechanical error, improve the efficiency and accuracy of detection, effectively isolate the support surface.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于光学检测
，具体涉及一种去除拼接检测中支撑的方法及装置。
技术介绍
拼接干涉检测方法通过将大口径光学元件划分为各个子孔径，实现了用小口径干涉仪检测大口径光学元件面形，从而大大降低了大口径光学元件的检测成本以及能够检测的光学元件的范围。与一般的干涉检测相同，拼接干涉检测需要将光学元件固定在调整架上，但在重力和夹持力的作用下光学元件表面会发生变形，导致光学元件面形的测量结果里包含了这一固定支撑引入的面形变化，极大地限制了干涉测量的精度。因此，需要能够分离出光学元件固定支撑造成的面形误差的面形检测方法。针对支撑造成的面形误差，目前主要采用绝对检测去除支撑的影响，如单次旋转法(single rotation method)、N步旋转平均法(N－step averaging method)、多序列独立测量法(multi-independent series of measurement method)和三平板绝对检测法等，在保证检测复现性的同时得到高精度的面形检测结果。其中，Evans等建立了旋转参考面或待测面的旋转绝对检测法，通过旋转平均获得光学表面的绝对面形，可以有去除测量系统的非对称误差和部分旋转误差。Griesmann等改进了三平板绝对检测法，将支撑变形误差引入到三平板检测中，将测量中由撑结构造成的影响消除。旋转法需要在待测镜与支撑在两个或多个不同的角度下测量，三平板需要两个平板进行多组测量。若在拼接检测中用旋转法和三平板法除去支撑，将多出不止一次面形干涉检测，而是一组子孔径的面形检测，从而会降低检测效率。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供了一种去除拼接检测中支撑的方法及装置。本专利技术的另一方面是提供一种去除拼接检测中支撑的方法，应用于拼接干涉检测光学元件面形的装置，所述拼接干涉检测光学元件面形的装置包括干涉仪面形检测系统、机械调整机构，待检测光学元件固定在所述机械调整机构上，所述待测光学元件可划分为多个子孔径进行测量，所述方法包括：所述机械调整机构支撑所述待检测光学元件，旋转所述待检测光学元件以检测其各子孔径面形；用最大似然估计法计算所述机械调整机构支撑所述待检测光学元件造成的面形误差；利用所述各子孔径面形的数据和所述面形误差进行拼接计算得到所述待检测光学元件的全口径面形的数据。可选地，所述利用所述各子孔径面形的数据和所述面形误差进行拼接计算得到所述待检测光学元件的全口径面形的数据，包括：利用所述各子孔径面形的数据减去所述面形误差，利用拼接算法拼接出所述待检测光学元件的全口径面形。可选地，所述机械调整机构支撑所述待检测光学元件，旋转所述待检测光学元件以检测其各子孔径面形，包括：在检测各个子孔径时所述支撑装置始终固定不变，通过旋转待检测光学元件成各子孔径的面形检测，各子孔径的检测数据中均包含相同的支撑变形，各子孔径检测数据可用下式表示： W i = W i f + r e s i d u a l s = Σ P = 1 m T P Z P ( ρ T θ T ) + Σ P = 5 m S P Z P ( ρ R , θ R ) + r e s i d u a l s ]]>其中，Wi表示各子孔径面形的数据的测量值，Wif是各子孔径面形的数据用Zernike多项式表示的部分，residuals为测量值减去Zernike多项式拟合部分的残差，m为取到Zernike多项式第m项，ZP为Zernike多项式第P项，TP、SP分别为所述待检测光学元件、支撑变形Zernike多项式系数，ρ、θ为极坐标中的半径和角度。可选地，所述子孔径面形的数据的随机误差服从相同的正态分布，所述子孔径面形的数据的似然函数为： L ( T P , S P | W i ) = ( 2 π σ ) - N exp [ - 1 2 σ 2 Σ i = 0 N ( W i - W i f ) 2 ] ]]>其中，σ为各子孔径干涉检测的标准差，似然函数最大的TP、SP值是TP、SP的最大似然估计值。可选地，所述拼接算法具体为：设各子孔径去除支撑误差后引入补偿量的子孔径面形wi： W i = w i + Σ K = 1 L F i k f k ( x , y ) , k = 1 , 2 ... L ]]>其中：fk(x，y)为子孔径的补偿因式，(x、y)为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种去除拼接检测中支撑的方法，其特征在于，应用于拼接干涉检测光学元件面形的装置，所述拼接干涉检测光学元件面形的装置包括干涉仪面形检测系统和机械调整机构，待检测光学元件固定在所述机械调整机构上，所述待测光学元件可划分为多个子孔径进行测量，所述方法包括：所述机械调整机构支撑所述待检测光学元件，旋转所述待检测光学元件以检测其各子孔径面形；用最大似然估计法计算所述机械调整机构支撑所述待检测光学元件造成的面形误差；利用所述各子孔径面形的数据和所述面形误差进行拼接计算得到所述待检测光学元件的全口径面形的数据。

【技术特征摘要】
1.一种去除拼接检测中支撑的方法，其特征在于，应用于拼接干涉检测光学元件面形的装置，所述拼接干涉检测光学元件面形的装置包括干涉仪面形检测系统和机械调整机构，待检测光学元件固定在所述机械调整机构上，所述待测光学元件可划分为多个子孔径进行测量，所述方法包括：所述机械调整机构支撑所述待检测光学元件，旋转所述待检测光学元件以检测其各子孔径面形；用最大似然估计法计算所述机械调整机构支撑所述待检测光学元件造成的面形误差；利用所述各子孔径面形的数据和所述面形误差进行拼接计算得到所述待检测光学元件的全口径面形的数据。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用所述各子孔径面形的数据和所述面形误差进行拼接计算得到所述待检测光学元件的全口径面形的数据，包括：利用所述各子孔径面形的数据减去所述面形误差，利用拼接算法拼接出所述待检测光学元件的全口径面形。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述机械调整机构支撑所述待检测光学元件，旋转所述待检测光学元件以检测其各子孔径面形，包括：在检测各个子孔径时所述支撑装置始终固定不变，通过旋转待检测光学元件成各子孔径的面形检测，各子孔径的检测数据中均包含相同的支撑变形，各子孔径检测数据可用下式表示： W i = W i f + r e s i d u a l s = Σ P = 1 m T P Z P ( ρ T , θ T ) + Σ P = 5 m S P Z P ( ρ R , θ R ) + r e s i d u a l s ]]>其中，Wi表示各子孔径面形的数据的测量值，Wif是各子孔径面形的数据用Zernike多项式表示的部分，residuals为所述测量值减去Zernike多项式拟合部分的残差，m为取到Zernike多项式第m项，ZP为Zernike多项式第P项，TP、Sp分别为所述待检测光学元件、支撑变形Zernike多项式系数，ρ、θ为极坐标中的半径和角度。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述子孔径面形的数据的随机误差服从相同的正态分布，所述子孔径面形的数据的似然函数为 L ( T P , S P | W i ) = ( 2 π σ ) - N exp [ - 1 2 σ 2 Σ i = 0 N ( W i - W i f ) 2 ] ]]>其中，σ为各子孔径干涉检测的标准差，似然函数最大的TP、SP值是TP、SP的最大似然估计值。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述拼接算法具体为：各子孔径去除支撑误差后引入补偿量的子孔径面形wi： W i = w i + Σ K = 1 L F i k f k ( x , y ) , k = 1 , 2 ... L ]]>其中：fk(x，y)为子孔径的补偿因式，(x、y)为子孔径检测结果每一点在统一坐标系下的坐标，L为补偿因式的个数，wi为步骤一得到的第i个子孔径的面形，Fik为子孔径补偿因式的补偿系数...

【专利技术属性】
技术研发人员：张敏，高松涛，苏东奇，武东城，苗二龙，隋永新，杨怀江，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：吉林;22