[发明专利]一种用于自由面形子孔径拼接测量的方法和系统

摘要

本发明公开了一种用于自由面形子孔径拼接测量的方法和系统，能够避免长时间子孔径面形测量时环境温度的漂移，减小测量误差，提高测量的精确度。该系统中，移动平台在上位机的控制下沿着一个或者多个方向带动待测自由面形反射镜移动至多个位置；子孔径面形测量干涉仪根据相干光之间因待测自由面形反射镜镜面导致的光程差来获取每一位置的子孔径面形数据；角度测量仪包括至少两个测量单元，每个测量单元分别用于测量移动平台在每个位置处第一方向和第二方向上的角度值；所述上位机基于每个位置的角度值对所有子孔径面形数据进行校正，根据校正之后的子孔径面形数据完成整个待测自由面形反射镜镜面的子孔径干涉拼接。

主权项

1.一种用于自由面形子孔径拼接测量的系统，其特征在于，所述系统包括：子孔径面形测量干涉仪、角度测量仪、移动平台，以及上位机；其中，所述移动平台用于放置待测自由面形反射镜，并具有位置和姿态运动调整机构，以在上位机的控制下沿着一个或者多个方向带动待测自由面形反射镜移动至多个位置；所述子孔径面形测量干涉仪用于产生相干光，并根据相干光之间因待测自由面形反射镜镜面导致的光程差来获取每一位置的子孔径面形数据；所述角度测量仪包括至少两个测量单元，其中一个测量单元设置在移动平台上并随其一起移动，另一个测量单元固定设置而不随移动平台一起移动，每个测量单元分别用于测量移动平台在每个位置处第一方向和第二方向上的角度值；所述上位机基于每个测量单元测量的移动平台在每个位置处第一方向和第二方向上的角度值，计算移动平台分别在第一方向和第二方向上倾斜改变的角度；基于每个位置处移动平台倾斜改变的角度，计算在每个方向上相对于参考基础位置的倾斜角度差；利用相邻两次测量的倾斜角度差对子孔径面形数据进行倾斜校正，根据校正之后的子孔径面形数据完成整个待测自由面形反射镜镜面的子孔径干涉拼接；其中，校正后的子孔径面形数据为S′_i,j＝S_i,j+O_x·Δα_ij+O_y·Δβ_ij；S_i,j为校正前的子孔径面形数据，O_x为子孔径面形测量干涉仪单次测量输出的第一方向坐标值，O_y为干涉仪单次测量输出的第二方向坐标值，Δα_i,j为第一方向上每个位置处相对于参考基础位置的倾斜角度差，Δβ_i,j为第二方向上每个位置处相对初值位置的倾斜角度差；设定第一个位置为参考基础位置，则其后序列测量位置与参考基础位置的相对倾斜角度差可以表示为α_i,j为第一方向上每个位置处移动平台发生倾斜改变的角度，β_i,j为第二方向上每个位置处移动平台倾斜改变的角度，