[发明专利]一种闭环迭代补偿干涉检测方法、装置和系统

说明书

一种闭环迭代补偿干涉检测方法、装置和系统，搭建闭环迭代补偿干涉检测装置，设置补偿相位优化子系统其智能优化算法的初始模式像差系数，模式像差系数即智能优化算法的优化变量；根据当前的模式像差系数，控制可变补偿元件产生相应相位，获得像差补偿后对应的干涉图以及干涉图对应的干涉图性能指标，判断相位补偿后的干涉图是否满足可完全被波面干涉仪解析的要求，若当前像差补偿后对应的干涉图不能满足可完全被波面干涉仪解析的要求，则更迭更新产生新的优化变量，直到像差补偿后的干涉图能够完全被波面干涉仪解析，执行检测操作。该方法具备适应光学元件实际加工过程中不同形态超干涉仪动态范围大面形误差的能力。

技术领域

本发明属于光学精密测量技术领域，特别涉及一种闭环迭代补偿干涉检测方法、装置和系统。

背景技术

光学零件加工的研磨抛光初期，由于加工的不确定性，容易出现面形误差过大、对应的误差梯度太大，导致干涉条纹太密甚至不可见、干涉仪无法解析的情况。面形检测是确定性加工的前提，没有面形数据就只能靠“瞎猜”的面形试加工。根据加工效果反复迭代加工，这种“盲抛”的加工方法效率极其低下，严重阻碍的光学元件的制造。

由于加工过程中的大面形误差随着加工过程不断变化，为实现对大面形误差的干涉检测，需要像差补偿元件具备可变性和智能性。可变性是指像差补偿元件具备产生不同像差补偿的能力；智能性是指像差补偿元件具备智能推理大面形误差成分的能力。

有人提出采用变形镜作为可变补偿元件，变形镜变形实现加工过程中未知自由曲面形式的大误差补偿，并利用偏折测量技术监控变形镜的面形。但是偏折测量系统本身的校准也很困难，整个干涉测量系统的精度受限于偏折测量系统的精度，并且受驱动器数目限制，变形镜产生像差的模式有限，只适用于低阶的像差形式。此外，利用上述方法仿真检测不同大面形误差(即，误差幅值和误差形状不同)时，其方法表现出较低的智能水平。在某些仿真案例中，不可解析条纹保持不变或者不能完全转变成可解析条纹。就是说上述方法对不同大面形误差检测的适应性不强、失败率较高。然而，受加工不确定性的影响，实际加工中出现的大面形误差正是形状和幅值不同的面形误差。如何提升干涉检测方法对不同形态大面形误差的适应性，已经成为摆在自适应补偿干涉检测方法走向实际应用面前的巨大障碍。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种闭环迭代补偿干涉检测方法、装置和系统，该方法具备适应光学元件实际加工过程中不同形态超干涉仪动态范围大面形误差的能力。

为实现上述技术目的，本发明提出的技术方案为：

一种闭环迭代补偿干涉检测方法，包括：

S1.搭建闭环迭代补偿干涉检测装置，包括波面干涉仪、平面标准镜头、可变补偿元件、静态光学补偿器、被侧面、干涉图性能指标评价子系统、补偿相位优化子系统以及可变补偿元件控制子系统，将平面标准镜头安装在波面干涉仪上，波面干涉仪的平面标准镜头、可变补偿元件、静态光学补偿器以及被侧面依次同轴设置于同一光路上；

S2.设置补偿相位优化子系统其智能优化算法的初始模式像差系数，模式像差系数即智能优化算法的优化变量；

S3.根据当前的模式像差系数，可变补偿元件控制子系统控制可变补偿元件产生相应相位，波面干涉仪获得像差补偿后对应的干涉图；

S4.波面干涉仪将像差补偿后对应的干涉图输入干涉图性能指标评价子系统，获得干涉图性能指标；

S5.判断相位补偿后的干涉图是否满足可完全被波面干涉仪解析的要求；

S6.若当前像差补偿后对应的干涉图不能满足可完全被波面干涉仪解析的要求，则对当前模式像差系数按照智能优化算法的优化变量更迭更新操作产生新的优化变量，即新的模式像差系数；

S7.迭代步骤S3至S6，直到像差补偿后的干涉图能够完全被波面干涉仪解析；