[发明专利]一种用于非球面环形子孔径拼接的中心偏移误差补偿方法

权利要求书

1.一种用于非球面环形子孔径拼接的中心偏移误差补偿方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)、利用干涉仪对待测非球面的各子孔径进行测量，得到初始面形数据；

2)、根据待测非球面参数以及干涉条纹调整精度计算求解得到中心偏移边界值，待测非球面参数包括口径、顶点曲率半径、二次项系数；

3)、建立中心偏移量的误差匹配评价指标，根据步骤2)计算得到的中心偏移边界值生成像素级中心偏移量搜索矩阵，进行第一轮像素级搜索，计算像素级中心偏移量的误差匹配评价指标，寻找到最小误差匹配评价指标所对应的像素级中心偏移量，将此像素级中心偏移量作为最接近非球面实际中心偏移量的像素级中心偏移量；

4)、在步骤3)搜索得到的最接近非球面实际中心偏移量的像素级中心偏移量的±0.5个像素范围内生成亚像素级中心偏移量搜索矩阵，进行亚像素级搜索，其搜索过程与步骤3)一致，计算亚像素级中心偏移量的误差匹配评价指标，寻找到最小误差匹配评价指标所对应的亚像素级中心偏移量，得到最接近非球面实际中心偏移量的亚像素级中心偏移量，判断此时的最小误差匹配评价指标是否小于检测精度要求，若小于，则进行步骤5)，若不小于，则取更小步长的亚像素级中心偏移量搜索矩阵重复进行步骤4)，直到最小误差匹配评价指标小于检测精度要求；

5)、根据步骤4)中的亚像素级中心偏移量，通过五维精密调整架对被测非球面进行逆偏移方向的位姿调整，重复步骤1)～步骤4)，对中心偏移误差进行初步的硬件补偿，直到亚像素级中心偏移量小于五维精密调整架的分辨率；

6)、对于步骤5)中经过硬件补偿未能完全消除的部分中心偏移误差，采用软件补偿的方式进一步消除，得到补偿后的各子孔径面形数据；

7)、对步骤6)得到的补偿后的各子孔径面形数据，利用环形子孔径拼接方法实现非球面全口径面形的高精度测量。

2.根据权利要求1所述的一种用于非球面环形子孔径拼接的中心偏移误差补偿方法，其特征在于，所述的步骤2)中的计算过程为：假设通过干涉图像观察及精密调整架调整，使得沿偏移方向中心两侧的最大干涉条纹数量差在T个之内，即由中心偏移所导致的干涉图像最外侧的最大光程差差值Δd_max＝2Δδ_max小于T个波长，

建立如下方程组来求解经过初步调整后的中心偏移量范围，

δ(x+Δx,y+Δy)max-δ(x+Δx,y+Δy)min≤T·λ2(x+Δx)2+(y+Δy)2=(D2)2δ(x+Δx,y+Δy)=(R-f(x+Δx,y+Δy))2+((x+Δx)2+(y+Δy)2)-Rf(x+Δx,y+Δy)=c·((x+Δx)2+(y+Δy)2)1+1-(1+K)·c2·((x+Δx)2+(y+Δy)2)---(1)]]>

其中，δ为波前理想偏差，f为非球面方程，x、y分别为x轴坐标和y轴坐标，Δx、Δy分别为x方向偏移量和y方向偏移量，D为非球面口径，R为非球面顶点曲率半径，c＝1/R，K为非球面二次项系数，λ为干涉仪波长，

对于旋转对称的非球面，只需求取特殊情况Δx＝Δr,Δy＝0下的方程组：

|δ(-D2+Δr)-δ(D2+Δr)|=T·λ2δ(x+Δr)=(R-f(x+Δr))2+(x+Δr)2-Rf(x+Δr)=c·(x+Δr)21+1-(1+K)·c2·(x+Δr)2---(2)]]>

通过求解以上方程组，得到中心偏移边界值Δr，再由非球面的旋转对称性得中心偏移量Δx、Δy的取值范围为：(Δx)²+(Δy)²≤(Δr)²。