[发明专利]一种全口径光学非球面面形误差直接检测系统

权利要求书

1.一种全口径光学非球面面形误差直接检测系统，其特征在于：包括干涉仪、标准球面透射镜头、一维电控平移台、五维精密电控平台及数控系统。

上述全口径光学非球面面形误差直接检测系统的工作原理为：

利用标准球面透射镜头将干涉仪出射的平行光转变为比较球面波，通过计算机数控系统控制一维电控平台和五维精密电控平台来分别调整干涉仪和被测非球面光学元件的位置，使干涉仪产生的比较球面波与被测非球面某一内切圆相匹配，使得全口径干涉条纹对比度较好，利用干涉仪的数据处理软件计算全口径干涉条纹对应的波程差数据并存储；接着利用干涉仪软件精确测量被测非球面表面上空间距离已知的各标记点的像素坐标并存储；随后进行特征点数据提取及圆拟合处理得到像素坐标系下最佳匹配点位置，通过数据处理得到像素坐标系与空间坐标系的对应关系，进而得到空间坐标系下最佳匹配点位置和比较球面矢高方程；最后从波程差数据中减去被测非球面与比较球面矢高方程间的理论矢高差值,最终获得到被测非球面的面形误差信息。

2.根据权利要求书1所述的一种全口径光学非球面面形误差直接检测系统，其特征在于：所述的特征点数据提取及圆拟合处理是将波程差数据投影到二维平面后用极坐标形式表示，计算在不同极角下对应波程差数据的最小值，以此作为特征点数据并用最小二乘圆拟合算法对数据进行圆拟合运算。

3.根据权利要求书1所述的一种全口径光学非球面面形误差直接检测系统，其特征在于：所述的被测非球面表面上分布有标记点，且标记点间的空间距离已知。

4.根据权利要求书1所述的一种全口径光学非球面面形误差直接检测系统，其特征在于：所述的一维电控平移台采用普通商用的一维数控位移台，不需要具备较高的重复精度和定位精度，可以控制干涉仪做一维直线运动。

5.根据权利要求书1所述的一种全口径光学非球面面形误差直接检测系统，其特征在于：所述的五维精密电控平台具备较高的重复精度和定位精度，可以精确调整被测非球面做扭摆、俯仰和旋转以及二维正交直线运动。