一种利用双条纹实现平移旋转绝对检测测平面的POWER的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用双条纹实现平移旋转绝对检测测POWER的方法，属于光学检测领域。本发明专利技术通过在被测平面镜外沿生成一套监控条纹，用以监控旋转平移台运动过程中被测镜倾斜量的变化，并调整平移台实时消除该倾斜变化量。通过该方法，我们可以实现去除被测镜上每个平移旋转位置由外界因素造成的无用倾斜项，而仅保留被测面POWER引起的有用倾斜项的目的。最终，利用这些带有有用倾斜的面型数据，可以复原得到含POWER项像差的被测平面镜绝对面型。本发明专利技术方法简单，成本低，误差源少。误差源少。误差源少。

【技术实现步骤摘要】
一种利用双条纹实现平移旋转绝对检测测平面的POWER的方法


[0001]本专利技术属于光学检测领域，具体涉及一种利用双条纹实现平移旋转绝对检测测POWER的方法。

技术介绍

[0002]干涉检测的结果是被测面相对于参考面的面型偏差，是一种相对测量，因此，干涉检测的精度绝大程度上取决于参考面的面型精度。而随着对干涉检测精度要求的不断增加，对参考面面型加工精度的要求也成倍增加，从而导致干涉检测的难度和成本成倍增加。绝对检测技术是一种从干涉检测结果中分离出被测面和参考面绝对面型的方法，其在实现被测面的高精度检测的同时并不需要对参考面的面型精度提出要求，检测难度大大减小。绝对检测技术是高精度检测领域必不可少的手段。
[0003]绝对检测技术从上世纪70年代开始出现，种类繁多，其中，平移旋转法是近年来受关注度最高，发展最快，并且已经在许多高精度检测领域得到应用的方法。平移旋转法的基本原理如图2所示，干涉检测过程中，被测镜相对于参考镜进行平移旋转，得到多组平移旋转后的检测数据，如式(1.1)～(1.8)所示。
[0004]W0(x,y)＝S(x,y)+T(x,y)
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(1.1)
[0005]W1(x,y)＝S(x,y)+T(x+Δx,y)
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(1.2)
[0006]W2(x,y)＝S(x,y)+T(x
‑
Δx,y)
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(1.3)
[0007]W3(x,y)＝S(x,y)+T(x,y+Δy)
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(1.4)
[0008]W4(x,y)＝S(x,y)+T(x,y
‑
Δy)
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(1.5)
[0009]W5(r,θ)＝S(x,y)+T(r,θ+Δθ1)
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(1.6)
[0010]W6(r,θ)＝S(x,y)+T(r,θ+Δθ2)
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(1.7)
[0011]W7(r,θ)＝S(x,y)+T(r,θ+Δθ3)
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(1.8)
[0012]其中，Wi(i＝0～7)分别代表在初始位置(i＝0)及平移旋转位置(i＝1～7)的干涉测量的结果，S代表参考面的面型，T代表被测面的面型，(x,y)为笛卡尔为坐标，(r,θ)为径向坐标，Δx，Δy分别代表被测镜沿X方向和Y方向的平移量，Δθ
i
(i＝1,2,3)代表被测镜的旋转角度。
[0013]平移旋转位置的检测数据分别与初始位置的检测数据相减，即式(1.2～1.8)分别与式(1.1)相减，参考面面型被抵消，得到多组差分数据，如式(2.1)～(2.7)所示。将这些差分数据代入平移旋转绝对检测算法，即可同时得到被测面和参考面的绝对面型。
[0014]DW1(x,y)＝T(x+Δx,y)
‑
T(x,y)
ꢀꢀꢀꢀ
(2.1)
[0015]DW2(x,y)＝T(x
‑
Δx,y)
‑
T(x,y)
ꢀꢀꢀꢀ
(2.2)
[0016]DW3(x,y)＝T(x,y+Δy)
‑
T(x,y)
ꢀꢀꢀꢀ
(2.3)
[0017]DW4(x,y)＝T(x,y
‑
Δy)
‑
T(x,y)
ꢀꢀꢀꢀ
(2.4)
[0018]DW5(r,θ)＝T(r,θ+Δθ1)
‑
T(x,y)
ꢀꢀꢀꢀ
(2.5)
[0019]DW6(r,θ)＝T(r,θ+Δθ2)
‑
T(x,y)
ꢀꢀꢀꢀ
(2.6)
[0020]DW7(r,θ)＝T(r,θ+Δθ3)
‑
T(x,y)
ꢀꢀꢀꢀ
(2.7)
[0021]平移旋转的过程中，由于环境振动、机械运动和被测镜面型中的POWER项等因素的影响，很容易在平移旋转后的测量结果中造成倾斜，从而使得每一组剪切数据都引入不同程度的倾斜，如式(3.1)～(3.7)所示，这些倾斜量将造成复原结果中严重的误差。
[0022]DW1(x,y)＝T(x+Δx,y)
‑
T(x,y)+a1x+b1y
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(3.1)
[0023]DW2(x,y)＝T(x
‑
Δx,y)
‑
T(x,y)+a2x+b2y
ꢀꢀꢀꢀ
(3.2)
[0024]DW3(x,y)＝T(x,y+Δy)
‑
T(x,y)+a3x+b3y
ꢀꢀꢀꢀ
(3.3)
[0025]DW4(x,y)＝T(x,y
‑
Δy)
‑
T(x,y)+a4x+b4y
ꢀꢀꢀꢀ
(3.4)
[0026]DW5(r,θ)＝T(r,θ+Δθ1)
‑
T(x,y)+a5x+b5y
ꢀꢀꢀꢀ
(3.5)
[0027]SW6(r,θ)＝T(r,θ+Δθ2)
‑
T(x,y)+a6x+b6y
ꢀꢀꢀꢀ
(3.6)
[0028]SW7(r,θ)＝T(r,θ+Δθ3)
‑
T(x,y)+a7x+b7y
ꢀꢀꢀꢀꢀ
(3.7)
[0029]为了防止倾斜对测量结果的影响，传统平移旋转法的做法是在测量过程中实时调整被测镜将倾斜调为零，这样可以消除环境因素引起的被测镜倾斜，但同时也消除了由于被测镜的POWER像差造成的测量结果中的倾斜量，最终导致被测镜的POWER项不能准确复原。

技术实现思路

[0030]本专利技术的目的在于利用被测镜一侧的监视镜产生的额外监视条纹，可以实现实时监视及去除外界因素造成的被测镜倾斜的目的，同时，通过被测镜的条纹就可以复原得到带POWER项的被测镜面型。
[0031]本专利技术采用的技术方案是，一种利用双条纹实现平移旋转绝对检测测POWER的方法，包括：
[0032]步骤一：将被测镜和监视镜同时固定于旋转平移台上。监视镜在被测平面镜外侧形成一套随着旋转平移台一起运动的监视条纹，运动过程中，监视条纹的变化就代表外界因素对平移台的影响，同时该影响也会传递到被测镜。
[0033]步骤二：在初始位置，将被测镜调成零条纹以后，测量得到初始位置的面型W0，同时测量得到监视条纹的沿X方向和Y方向的倾斜系数Z1，Z2；
[0034]步骤三：当旋转平移台进行旋转平移时，会带动被测镜和监视镜一起旋转平移，当旋转平移台在第i个位置(i＝1～7)停下时，首先测量得到监视镜沿X方向和Y方向的倾斜系数Z1
’
，Z2
’
；
[0035]步骤四：调整旋转平移台的倾斜角，使得监视镜的倾斜系本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用双条纹实现平移旋转绝对检测测POWER的方法，其特征在于，包括：步骤一：将被测镜(3)和监视镜(4)同时固定于旋转平移台(5)上，监视镜(4)在被测镜(3)外侧形成一套随着旋转平移台(5)一起运动的监视条纹，运动过程中，监视条纹的变化就代表外界因素对平移台的影响，同时该影响也会传递到被测镜(3)；步骤二：在初始位置，将被测镜(3)调成零条纹以后，测量得到初始位置的面型W0，同时测量得到监视条纹的沿X方向和Y方向的倾斜系数Z1，Z2；步骤三：当旋转平移台(5)进行旋转平移时，会带动被测镜(3)和监视镜(4)一起旋转平移，当旋转平移台(5)在第i个位置(i＝1～7)停下时，首先测量得到监视镜沿X方向和Y方向的倾斜系数Z1
’
，Z2
’
；步骤四：调整旋转平移台(5)的倾斜角，使得监视镜(4)的...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈小君，吴永前，刘锋伟，赵彦，肖向海，
申请(专利权)人：中国科学院光电技术研究所，
类型：发明
国别省市：