[发明专利]一种非球面光纤细丝测量方法

摘要

本发明涉及一种非球面光纤细丝测量方法，该方法通过调整装置使得光纤端面发出的光照射被测非球面镜反射回来的部分光线被与光纤在同一个面上的细丝挡住，其余光线被镀有反射膜的直角梯形棱镜发射进入CCD，计算机里面就呈现出被测镜面上有一圈暗环。暗环的法线与光轴的交点就是细丝的位置。纵向移动测量装置，采集各幅镜面各个位置的阴影图，进行相关计算。本发明利用光纤直径小而作为光源，相比传统的刀口仪缩小了光源的尺寸大小。同时光纤基本不发热，检测时避免了光在传播过程中由于空气受热不均匀而发生折射，提高了检测的精确性。白光光源通过汇聚透镜耦合进入光纤，使用时光的衍射效应大大降低，阴影的边界更明显，有效发现镜面的环带误差。

主权项

一种非球面光纤细丝测量方法，其特征在于：该方法步骤如下：(a)调整实验装置构建实验装置，该实验装置包括被测非球面镜(1)、直角梯形棱镜(2)、细丝(3)、光纤(4)、汇聚透镜(5)、白光光源(6)、CCD(7)和计算机(8)，调节光纤(4)接口的位置使得透镜汇聚的白光耦合进入光纤(4)，光纤(4)的另一端与直角梯形棱镜(2)的边缘对齐，并固定在直角梯形棱镜(2)上，校准细丝(3)的位置使光纤(4)的端面与细丝(3)在同一个面上，光纤(4)端面与细丝(3)的距离固定为3mm左右，并将CCD(7)、直角梯形棱镜(2)、光纤(4)和细丝(3)集成为一个整体放置在一个调整架上，将此实验装置放在被测非球面镜(1)的顶点曲率中心附近，通过观察计算机(8)上面的图像调整出对称的阴影环带图；(b)测量距离，采集图像通过激光跟踪仪完成曲率中心初始位置的测量，然后按照一定的步长纵向调节调整架，测量得到的初始距离加上调节的距离就是镜面上阴影处的法线在光轴上的交点与镜面顶点的距离，将计算机里采集到的每个位置对应的阴影图保存起来；(c)图像处理，计算环带半径将采集得到的图像用计算机内已经编好的程序进行环带内边缘和环带外边缘的提取处理，取内外边缘环带的像素半径之和的一半作为该阴影环带的像素半径，按照镜面与图像对应的比例关系计算出镜面上阴影环带的半径；(d)计算结果将镜面上各环阴影的半径与纵向的法线高度对应起来，利用计算内编好的程序计算出被测镜面的顶点曲率半径和二次常数。