[发明专利]一种高精度平面子孔径拼接检测方法

摘要

一种高精度平面子孔径拼接检测方法，包含搭建子孔径拼接检测装置；对待测光学元件的该部分面形进行测量，得到该子孔径面形数据并保存；计算重叠区域局部斜率差利用重叠区域局部斜率差通过第4项和第6项Zernike像差拟合准参考镜面形；减去所拟合的准参考镜面形，得到去除准参考镜面形的子孔径面形数据；去倾斜和平移得到全口径面形。本发明能够有效去除x方向和y方向两种拼接累积误差，同时保证拼接连续而没有拼接痕迹，提高了平面面形子孔径拼接检测的精度，不需要增加额外的辅助部件或标定流程，具有易实现、精度高、不增加系统成本的优点。

主权项

一种高精度平面子孔径拼接检测方法，利用由斐索干涉仪(1)、参考镜(2)和供待测平面光学元件(3)放置的拼接位移台(4)搭建的子孔径拼接检测装置实现高精度平面子孔径拼接检测，其特征在于，该方法包含如下的步骤：①搭建子孔径拼接检测装置：将所述的参考镜(2)装夹在斐索干涉仪(1)的参考镜调整架上，调整参考镜(2)，使其与斐索干涉仪(1)的光轴对准；将待测平面光学元件(3)水平装夹在所述的拼接位移台(4)上，使斐索干涉仪(1)发出的光穿过参考镜(2)，经待测平面光学元件(3)反射后，沿原路返回；②控制拼接位移台(4)运动至待测光学元件(3)的初始子孔径的位置，利用斐索干涉仪(1)，对待测光学元件(3)的该部分面形进行测量，得到该子孔径面形数据并保存；③控制拼接位移台(4)运动至待测光学元件(3)的下一子孔径的位置；利用斐索干涉仪(1)，对待测光学元件(3)的该部分面形进行测量，得到该子孔径面形数据并保存；④重复进行上述步骤③，完成全部子孔径面形数据Wi的测量，i＝1,2,3,…，为子孔径的个数，即实现待测平面光学元件(3)的子孔径测量；⑤计算重叠区域局部斜率差：从相邻子孔径重叠区域中取出一部分作差，利用最小二乘法计算这部分差值图的斜率，然后取平均，得到重叠区域的局部斜率差；⑥利用重叠区域局部斜率差通过第4项和第6项Zernike像差拟合准参考镜面形，计算公式如下：c4＝kx/tilt_x,c6＝ky/tilt_y其中，c4是第4项Zernike像差的系数，c6是第6项Zernike像差的系数，kx是所测相邻子孔径x方向局部斜率差的平均值，ky是所测相邻子孔径y方向局部斜率差的平均值，tilt_x是第4项Zernike系数为1时该像差拼接重叠区域的x方向局部斜率差，tilt_y是第6项Zernike系数为1时该像差拼接重叠区域的y方向局部斜率差；⑦从每一个子孔径面形数据Wi中减去所拟合的准参考镜面形，得到去除准参考镜面形的子孔径面形数据Wi’；⑧将去除准参考镜面形的子孔径面形数据Wi’依次按照最小二乘法两两拼接得到全口径面形W，去倾斜和平移得到全口径面形W’。