留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

基于红外激光干涉仪的非球面面形测试技术研究

李彦生 唐莹娟 李汝劼 许红 苏斌 何雨纯 程敬辉 陈奕君 王乔方

李彦生, 唐莹娟, 李汝劼, 许红, 苏斌, 何雨纯, 程敬辉, 陈奕君, 王乔方. 基于红外激光干涉仪的非球面面形测试技术研究[J]. 红外技术, 2022, 44(11): 1243-1247.
引用本文: 李彦生, 唐莹娟, 李汝劼, 许红, 苏斌, 何雨纯, 程敬辉, 陈奕君, 王乔方. 基于红外激光干涉仪的非球面面形测试技术研究[J]. 红外技术, 2022, 44(11): 1243-1247.
LI Yansheng, TANG Yingjuan, LI Rujie, XU Hong, SU Bin, HE Yuchun, CHENG Jinghui, CHEN Yijun, WANG Qiaofang. Aspheric Surface Measurement Based on Infrared Laser Interferometer[J]. Infrared Technology , 2022, 44(11): 1243-1247.
Citation: LI Yansheng, TANG Yingjuan, LI Rujie, XU Hong, SU Bin, HE Yuchun, CHENG Jinghui, CHEN Yijun, WANG Qiaofang. Aspheric Surface Measurement Based on Infrared Laser Interferometer[J]. Infrared Technology , 2022, 44(11): 1243-1247.

基于红外激光干涉仪的非球面面形测试技术研究

详细信息
    作者简介:

    李彦生(1979-)男,硕士,高级工程师,主要从事光电技术研究。E-mail:29709870@qq.com

  • 中图分类号: TN219

Aspheric Surface Measurement Based on Infrared Laser Interferometer

  • 摘要: 本文提出了一种基于红外激光干涉仪检测非球面面形的新方法,分为3个步骤:首先,利用红外激光干涉仪测量分析出非球面与标准球面之间的波像差;然后,根据非球面方程得出非球面与标准球面之间波像差的理论值;最后通过计算得出非球面的面形偏差。为验证这一方法的正确性和可靠性,采用ZYGO可见光干涉仪,使用补偿镜法测量了同一块抛物面反射镜的面形误差。结果表明,两种测量方法结果吻合。本新方法方便快捷,具有较强的通用性,可以用于非球面在加工过程中的面形测试。
  • 图  1  红外激光干涉仪测量非球面示意图

    Figure  1.  Schematic diagram of measuring aspheric surface by an infrared laser interferometer

    图  2  干涉仪测量非球面面形流程

    Figure  2.  Flow chart of measuring aspheric surface by the interferometer

    图  3  非球面与最接近球面

    Figure  3.  Aspheric surface and closest spheric surface

    图  4  红外激光干涉仪的测试结果

    Figure  4.  The measured results of infrared laser interferometer

    图  5  非球面度关于Ra的分布

    Figure  5.  Asphericity about the distribution of both R and a

    图  6  非球面最接近球面的偏差曲线图

    Figure  6.  Deviation curve of aspheric surface closest to spherical surface

    图  7  非球面最接近球面面形偏差的Zernike系数拟合结果

    Figure  7.  Fitting results of the Zernike coefficients for the deviation of aspheric surface closest to spherical surface

    图  8  非球面面形偏差检测结果

    Figure  8.  The measured results of the aspheric surface deviation

    图  9  干涉仪补偿法非球面面形测试结果

    Figure  9.  The measured results of aspheric surface by interferometer compensation method

    图  10  非球面面形偏差测试结果图

    Figure  10.  The measured results of the aspheric surface deviation

    表  1  两种方法检测的面形误差及相对误差

    Table  1.   The surface errors and relative errors detected by the two methods

    Compensation method Interference method Relative error
    PV/μm 0.519 0.543 4.5%
    RMS/μm 0.169 0.176 4%
    下载: 导出CSV
  • [1] Hall P R. The role of asphericity in optical design[C]//Procof SPIE, 1990, 1320: 384-393.
    [2] 尤越, 王乔方, 字正华, 等. 一种基于Matlab的非球面光学元件面形参数测试技术[J]. 红外技术, 2014, 36(4): 331-335. http://hwjs.nvir.cn/article/id/hwjs201404016

    YOU Yue, WANG Qiaofang, ZI Zhenghua. Test technique surface shape aspheric optics parameters based MatLab[J]. Infrared Technology, 2014, 36(4): 331-335. http://hwjs.nvir.cn/article/id/hwjs201404016
    [3] 蒋剑锋, 何永辉, 赵万生. 表面三维微观形貌检测技术及其发展[J]. 中国机械工程, 1999, 10(12): 1418-1421. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-ZGJX199912032.htm

    JIANG Jianfeng, HE Yonghui, ZHAO Wansheng. Surface 3D micro topography measurement technology and its development[J]. China Mechanical Engineering, 1999, 10(12): 1418-1421. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-ZGJX199912032.htm
    [4] 高宏, 辛企明, 李爱民, 等. 非球面干涉测量方法的原理误差分析[J]. 应用光学, 1993, 14(3): 61-64. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-YYGX199303021.htm

    GAO H, XIN Q M, LI A M, et al. Error analysis of interferometric method for aspheric surface testing[J]. Journal of Applied Optics, 1993, 14(3): 61-64. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-YYGX199303021.htm
    [5] 薛栋林, 张忠玉, 郑立功, 等. 大口径碳化硅材料凸非球面反射镜的检验[J]. 光学精密工程, 2008, 16(12): 2491-2496. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-GXJM200812035.htm

    XUE D L, ZHANG ZH Y, ZHENG L G, et al. Testing methods for large aperture convex SiC as phere mirror[J]. Opl. Precision Eng., 2008, 16(12): 2491-2496. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-GXJM200812035.htm
    [6] 杨佳文, 黄巧林, 韩友民. Zernike多项式在拟合光学表面面形中的应用及仿真[J]. 航天返回与遥感, 2010, 31(5): 49-56. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-HFYG201005012.htm

    YANG Jiawen, HUANG Qiaolin, HAN Youmin. Application and simulation in fitting optical surface with Zernike polynomial[J]. Spacecraft Recovery & Remote Sensing, 2010, 31(5): 49-56. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-HFYG201005012.htm
    [7] PAN Junhua. The Design, Manufacture and Test of the Aspherical Optical Surface[M]. Suzhou: Soochow University Press, 2004.
    [8] 陈进榜, 陈磊, 王青, 等. 大孔径移相式CO2激光干涉仪[J]. 中国激光, 1998, A25(1): 31-36. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-JJZZ801.007.htm

    CHEN Jinbang, CHEN Lei, WANG Qing, et al. A large aperture phase shifting CO2 laser interferometer[J]. Chinese J. Laser, 1998, A25(1): 31-36. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-JJZZ801.007.htm
  • 加载中
图(10) / 表(1)
计量
  • 文章访问数:  34
  • HTML全文浏览量:  14
  • PDF下载量:  53
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2022-07-05
  • 修回日期:  2022-09-21
  • 刊出日期:  2022-11-20

目录

    /

    返回文章
    返回