非球面環(huán)形子孔徑拼接檢測(cè)方法及高精度定位方法研究.pdf

1、由于非球面在光學(xué)系統(tǒng)中的使用可以有效地矯正像差、改善像質(zhì)并精簡(jiǎn)光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，因此其在天文學(xué)、航空航天、國(guó)防軍事等各領(lǐng)域中扮演著重要的角色，是光學(xué)系統(tǒng)中的關(guān)鍵元件。近年來(lái)，隨著非球面的應(yīng)用越來(lái)越廣泛和深入，人們對(duì)非球面的加工和檢測(cè)技術(shù)要求也越來(lái)越高，相繼發(fā)展出了補(bǔ)償法、計(jì)算全息法、子孔徑拼接法等各種非球面檢測(cè)方法。其中非球面環(huán)形子孔徑拼接法是發(fā)展較晚但是發(fā)展速度很快的方法之一，因?yàn)樵摲椒ň哂袡z測(cè)精度高、通用性好等諸多優(yōu)點(diǎn)。本文的主要研究?jī)?nèi)

2、容正是非球面環(huán)形子孔徑拼接檢測(cè)方法。
　　 本文詳細(xì)地討論了環(huán)形子孔徑拼接檢測(cè)方法中的各個(gè)問(wèn)題，推導(dǎo)了非球面環(huán)形子孔徑的劃分公式，創(chuàng)新性地提出了子孔徑可分辨范圍的直觀確定法和以最佳球?yàn)閰⒖记虻幕鶞?zhǔn)子孔徑確定法，這兩個(gè)問(wèn)題的提出可以有效地幫助非球面的劃分并能夠減少子孔徑數(shù)目，從而降低了數(shù)據(jù)處理的復(fù)雜度，也在一定程度上提高了拼接精度。在拼接算法上，本文以兩個(gè)子孔徑的拼接為模型進(jìn)行了詳細(xì)的論述，繼而提出了兩兩拼接算法和全局優(yōu)化拼接算法

3、，對(duì)兩種算法進(jìn)行了數(shù)學(xué)描述和仿真分析。運(yùn)用自編的MATLAB程序?qū)σ粋€(gè)非球面度為50微米，口徑為100毫米的二次拋物面進(jìn)行了仿真，并添加了一個(gè)PV值為0.3621波長(zhǎng)的面形誤差，仿真拼接結(jié)果驗(yàn)證了球面環(huán)形子孔徑拼接算法的正確性。文章最后利用Zygo干涉儀對(duì)一個(gè)口徑為158毫米的二次拋物面進(jìn)行了環(huán)帶子孔徑拼接檢測(cè)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果PV值和已知的參考結(jié)果相比相差約7％，RMS值相差約2％，拼接面形輪廓和參考結(jié)果較為一致，這進(jìn)一步驗(yàn)證了環(huán)帶子孔徑