[发明专利]修正低陡度光学镜面误差的加工方法

摘要

本发明公开了一种修正低陡度光学镜面误差的加工方法，具体包括以下步骤：首先通过实验获取去除函数，然后利用波面干涉仪获取元件的面形误差函数，对面形误差进行离散，同时对加工路径进行规划，然后将面形误差延拓，建立模型并求解加工的驻留时间，利用求解的驻留时间进行数控加工，再对加工结果进行误差辨识和精度控制，完成加工。本发明加工方法的工艺效率高、加工成本低、误差修正效果好，能有效修正低陡度光学镜面的面形误差。

主权项

1、一种修正低陡度光学镜面误差的加工方法，具体包括以下步骤：(1)实验获取去除函数：应用离子束修形工艺过程进行去除函数实验获取该修形工艺的去除函数，记为R(x，y)，去除函数半径为Rt，将去除函数以间隔S离散成N×N的方阵，离散得到的去除函数方阵记为R；设定去除函数的效率参数为γ；(2)获取面形误差函数：通过波面干涉仪测量待加工元件全口径内的面形误差数据，并进行消除趋势、定心、边缘确定以及偏置处理，得到待加工元件的面形误差函数，记为E(x，y)；(3)面形离散与路径规划：将获取的面形误差函数以间隔S离散成M×M的面形误差方阵，记为E0；面形误差函数离散点的位置信息通过平面式路径规划方法或球面式路径规划方法确定；(4)面形误差边缘延拓：将面形误差方阵E0延拓成(M+N)×(M+N)的方阵，延拓后的方阵记为E；(5)模型的成型和驻留时间解算：建立面形误差延拓方阵E、去除函数方阵R以及驻留时间矩阵T三者之间的关系模型为：根据式(1)得到驻留时间矩阵T求解的迭代格式：式(2)中，Tk为驻留时间的第k次迭代解，Tk+1为驻留时间的第k+1次迭代解，k＝0，1，2，……；为二维拉普拉斯算子；为二维梯度算子；μ为光滑修正因子；驻留时间矩阵的初始值T0取为E；(6)第一次修形加工：应用离子束修形工艺和上述求解的驻留时间进行第一次修形加工，修形加工以前设定刀具的对刀信息为δx＝0、δy＝0，任意离散点处的刀具连续运动速度V为：(7)误差的辨识：对第一次修形加工后的元件面形误差进行再次测量，记为E′；将加工后元件的面形误差E′与加工前的面形误差E进行对比，通过以下优化方法辨识出刀具的对刀误差δx、δy和γ：式(4)中，η为加工效率，E″为仿真面形误差，(8)修形精度控制：如果在经步骤(7)的辨识后未出现相关误差，则判断加工后的元件是否满足既定的精度要求，如果满足则结束加工；如果不满足精度要求，则重复以上的加工步骤(1)～(7)，直至满足待加工元件的面形精度要求，结束加工。