[发明专利]一种基于实时计算全息的大口径非球面测量系统及方法

摘要

一种基于实时计算全息的大口径非球面测量系统及方法，把计算全息动态补偿和子孔径拼接技术结合起来，通过空间光调制器实现实时计算全息零位测量，获取高精度的单次零位测量数据；采用双目立体视觉定位系统获取位姿变换参数，最后利用该位姿参数，通过相应的拼接算法将所有子孔径数据拼接融合得到全口径测量结果，实现大口径非球面镜的快速高精度检测，最终为大口径非球面镜的高精度加工提供检测保障。

主权项

1.一种基于实时计算全息补偿的大口径非球面测量方法，其特征在于，大口径非球面测量方法基于测量系统实现，所述测量系统由空间光调制器、干涉仪、立体双目视觉系统、标定球靶标和图像采集卡组成，被测的非球面镜布置在空间光调制器和立体双目视觉系统之间，干涉仪用于产生标准的参考平面波前，且参考平面波前通过空间光调制器；实施零位测量时，采用透射型相位液晶空间光调制器来实时显示CGH，干涉仪产生标准的参考平面波前通过空间光调制器调制成与被测非球面理论面形一致的非球面波前，使光线沿着被测非球面法线方向入射并沿原路返回，实现非球面的单次零位测量；所述大口径非球面测量方法包括以下步骤：首先以空间光调制器的空间分辨率和干涉仪的口径为约束条件，对被测非球面镜所需要的子孔径进行划分，然后根据被测非球面镜的设计参数和子孔径的位置参数计算所需的补偿全息图，再将该补偿全息图显示在空间光调制器上，完成一次零位测量，接着，调整被测非球面镜移动至下一个子孔径，进行零位测量，直至完成所有子孔径的零位测量，最后将各个子孔径的测量数据进行拼接；对被测非球面镜所需要的子孔径进行划分时，将空间光调制器的空间分辨率和干涉仪的口径作为约束参数，保证子孔径位于干涉仪的测试光锥范围之内，结合Nyquist采样定理，满足以下公式：其中，W(x,y)为被测非球面的波前，λ为被测非球面波前的波长。