[发明专利]利用平移旋转绝对检测法测包含离焦像差的平面镜面型的方法

说明书

本发明公开了一种利用平移旋转绝对检测法测包含离焦像差的平面镜面型的方法，属于光学检测领域。本发明根据平移旋转的有效口径始终小于被测镜的全口径的特性，提出通过监测全口径的倾斜量来监测外界因素造成的被测镜倾斜，并通过实时调整实现被测镜的倾斜角去除。之后，将被测镜有效口径内的检测数据代入绝对检测算法，最终实现准确复原包含离焦像差的平面镜面型的目的。本发明无需借助任何辅助装置，方法简单，成本低，误差源少。

技术领域

本发明属于光学检测领域，具体涉及一种利用平移旋转绝对检测法测包含离焦像差的平面镜面型的方法。

背景技术

干涉检测的基本原理为激光器发出的光一部分经过一个理想面型的参考镜反射后，形成参考光，另一部分被测镜反射后形成被测光，参考光和被测光一起进入成像系统，在观察屏上相干叠加形成干涉条纹被相机采集，通过分析干涉条纹，即可得到被测镜相对于参考镜的面型信息。干涉检测是一种相对测量，如果参考镜和被测镜同时存在面型误差，尤其误差量级相当时，就很难从干涉检测结果得到被测镜的真实面型误差，也就无法用于精确成像和指导加工。

绝对检测技术是一种从干涉测量结果中分离出被测面面型误差和参考面误差的方法，其种类繁多，其中包括用于平面检测的液面法、三平板法、双平晶法以及用于球面检测的随机球法、三位置法和他们各自的扩展方法等等。其中平移旋转法是近年来受关注度最高、发展最快并在许多高精度检测领域都得到应用的一种方法，并且该方法可以同时适用于平面和球面。

平移旋转法的基本原理如图1所示，干涉检测过程中，被测镜相对于参考镜进行平移旋转，得到多组平移旋转后的检测数据，如式(1.1)～式(1.8)所示。

W₀(x，y)＝S(x，y)+T(x，y) (1.1)

W₁(x，y)＝S(x，y)+T(x+Δx，y) (1.2)

W₂(x，y)＝S(x，y)+T(x-Δx，y) (1.3)

W₃(x，y)＝S(x，y)+T(x，y+Δy) (1.4)

W₄(x，y)＝S(x，y)+T(x，y-Δy) (1.5)

W₅(r，θ)＝S(x，y)+T(r，θ+Δθ₁) (1.6)

W₆(r，θ)＝S(x，y)+T(r，θ+Δθ₂) (1.7)

W₇(r，θ)＝S(x，y)+T(r，θ+Δθ₃) (1.8)

平移旋转后的检测数据与初始位置测得的面型数据相减，参考面的面型数据S(x，y)被抵消，得到被测面的多组剪切数据，如式(2.1)～式2.7所示，将这些剪切数据代入相位提取算法，即可同时得到被测面面型和参考面面型误差。

DW₁(x，y)＝T(x+Δx，y)-T(x，y) (2.1)

DW₂(x，y)＝T(x-Δx，y)-T(x，y) (2.2)

DW₃(x，y)＝T(x，y+Δy)-T(x，y) (2.3)

DW₄(x，y)＝T(x，y-Δy)-T(x，y) (2.4)

DW₅(r，θ)＝T(r，θ+Δθ₁)-T(x，y) (2.5)

DW₆(r，θ)＝T(r，θ+Δθ₂)-T(x，y) (2.6)