[发明专利]大口径平面光学元件面形的子孔径拼接检测技术及装置

权利要求书

1.大口径平面光学元件面形的子孔径拼接检测方法，其特征在于：包括多个相机组成图像采集系统，显示器作为条纹投影设备的系统装置，其次，各相机拍摄得到前后表面反射叠加的变形条纹，如果把待测光学元件后表面反射的信号看作干扰项，由CCD探测到的光强信号可表示为：

I_obs(k)＝I_signal(k)+I_jammer(k) (1)

其中I_obs表示CCD像素点探测到的总光强，I_signal表示有用信号，I_jammer表示干扰信号，k表示相移步数；若下标“1”代表有用信号，下标“2”代表干扰信号，结合条纹编码，以竖条纹为例，公式(1)又可进一步表示为：

其中分别为有用信号和干扰信号的背景光强，M₁，M₂是相应的振幅调制，分别为前后表面反射对应的显示器投影点的X方向坐标，p为显示器上的条纹周期长度，是与相移步数k相关的附加相移量；设w_S是屏幕宽度，则归一化的X坐标为此时，代表显示器左边缘，代表显示器右边缘；公式(2)可写作：

w_s/p是显示器上的条纹总数，用τ表示，视为归一化条纹空间频率；合并常数项，于是：

其中，为叠加条纹的背景光强；采用N步相移法，进一步忽略相移项，则叠加信号可由下列式子简单表示：

如果将τ(条纹空间频率)看作自变量，那么，PMD计算斜率需要的显示器投影点的归一化位置信息和可以看作是两个周期信号的频率，CCD上任意像素探测到的光强信号I本质上就是两个叠加的周期信号，后表面反射引起的干扰信号的算法分离问题实质上就是两个周期信号的分离问题；具体实现过程为：拍摄一系列周期等间隔变化的条纹；提取单像素点的一组光强值，作为待分析的(包含两个周期分量的)信号；计算功率谱密度(PSD)，分析其中的频谱成分，最后乘以屏幕宽度(高度)即可得到显示器投影点坐标；同时在调整被测平面光学元件和参考平面元件时引入参考坐标面，实现被测平面光学元件和参考平面光学元件经调整装置的精确复位，被测平面光学元件数据在扣除参考平面光学元件面形数据后就得到单一口径上的面形，在多相机测量得到各自拍摄的对应子孔径区域上的斜率数据后，再通过子孔径斜率拼接算法得到全孔径上的斜率数据，进而重构得到全孔径面形分布。