[发明专利]一种自由曲面子孔径拼接干涉检测中被测面定位匹配方法

摘要

本发明公开了一种自由曲面子孔径拼接干涉检测中被测面定位匹配方法。本发明包括自由曲面旋转匹配、自由曲面轴向初定位和自由曲面位姿误差精密匹配三个部分；其中自由曲面旋转匹配主要利用莫尔条纹定位；自由曲面轴向初定主要利用连续测量离焦曲线匹配方法；自由曲面位姿误差精密匹配主要利用子孔径波前系数计算全口径位姿误差，再行修正模型位姿的正向计算方法。从而自由曲面模型与实际自由曲面位姿的一致性匹配。本发明避免了实际的机械调整过程，替代以调整系统模型的位姿向实验靠近，最终保证模型与实际实验的被测面定位匹配。

主权项

1.一种自由曲面子孔径拼接干涉检测中被测面定位匹配方法，其特征在于包括三个部分：自由曲面旋转匹配、自由曲面轴向初定位和自由曲面位姿误差精密匹配；所述的自由曲面旋转匹配指的是：从实验干涉图和仿真干涉图的比对中确定二者的匹配程度；当实验干涉图和仿真干涉图存在一定旋转夹角，则实验条纹和仿真条纹相互叠加则会产生莫尔条纹；通过实验莫尔条纹能够判定仿真与实验中自由曲面的旋转匹配度；所述的自由曲面轴向初定位指的是：连续测量子孔径中的圆形有效区域在轴向不同位置处的实验波前离焦系数，并将离焦系数拟合成实验离焦系数曲线；同样仿真系统能够输出仿真离焦系数曲线，并将该仿真离焦系数曲线作为目标曲线；搜寻实验离焦系数曲线在目标曲线中的匹配位置，即可对实验被测自由曲面进行定位；所述的自由曲面位姿误差精密匹配指的是：由子孔径中的圆形有效区域波前拟合低阶项系数计算全口径波前失调系数，进而计算全口径失调量，最终以该失调量代入模型，修正模型中自由曲面位姿，使模型中自由曲面位姿与实际实验一致；所述的低阶项系数包括：子孔径x，y倾斜项系数Cs2、Cs3，离焦项系数Cs4，彗差项系数Cs7、Cs8；所述的全口径波前失调系数包括：全口径x，y倾斜项系数C2、C3，离焦项系数C4，彗差项系数C7、C8；所述的全口径失调量包括:三个方向的位移偏差dx,dy和dz以及和两个方向的旋转偏差θx,θy；所述的孔径波前拟合低阶项系数指的是用于拟合子孔径波前的低阶系数Cs2、Cs3、Cs4、Cs7、Cs8，计算全口径波前失调系数C2、C3、C4、C7、C8的公式如下：若子孔径有效区域为圆形，且位于全口径中心，Sr为子孔径和全口径半径之比，则：若子孔径有效区域为圆形，但不位于全口径中心，(Sx,Sy)为有效区域中心距离全口径中心的归一化距离坐标，则其中若子孔径有效区域为环形，位于全口径中心，ε为子孔径遮挡系数，则其中所述的计算全口径失调量公式为:其中D为被测自由曲面口径，R为顶点球曲率半径，k为圆锥系数，A4为被测自由曲面的非球面基底高阶系数。