[发明专利]一种多物理场耦合作用下反射镜光学表面误差的获取方法

权利要求书

1.一种多物理场耦合作用下反射镜光学表面误差的获取方法，其特征在于：当反射镜为非球面反射镜时，根据如下步骤进行：

步骤1：根据非球面反射镜的标准方程，在三维软件中建立非球面反射镜三维模型，定义三维模型的坐标原点为非球面反射镜三维模型的光学表面中心点；所述非球面反射镜的标准方程具体为：

2rz＝x²+y²+(1+k)·z²；

r为非球面反射镜的曲率半径，k为非球面系数，x、y、z为光学表面离散点坐标值；

步骤2：通过有限元软件读取中非球面反射镜三维模型，并将非球面反射镜三维模型进行离散化处理，得到非球面反射镜三维模型光学表面离散化后所有离散点的坐标值集合

其中，S_i为光学表面任意离散点；

步骤3：提取坐标值集合中非矢高方向坐标集合并代入非球面反射镜的标准方程中，计算得到修正后非球面反射镜三维模型的光学表面所有坐标值集合

步骤4：在有限元软件中对非球面反射镜三维模型加载约束条件，并进行数值模拟计算，从而得到的各个离散点变形量集合

步骤5：在非球面反射镜三维模型中定义矢高参考点，将矢高参考点与步骤1中所述三维模型的坐标原点之间的连线定义为非球面反射镜光学表面中心初始矢高量，记为l；

步骤6：根据非球面反射镜光学表面中心初始矢高量l、非球面反射镜三维模型的光学表面任意离散点在变形前矢高方向的坐标值以及非球面反射镜三维模型的光学表面任意离散点在变形后矢高方向的坐标值计算任意离散点变形前矢高量Sag_i以及任意离散点变形后等效矢高量Sag′_i；所述任意离散点变形后等效矢高量Sag′_i为：将任意离散点在变形后位于光学表面的位置沿矢高方向投影至变形前非球面反射镜三维模型的光学表面上的位置处所对应的矢高量；

具体计算公式为：

则任意离散点沿矢高方向真实变形量为：

至此得到任意离散点真实变形量集合

步骤7：定义有限元得到的矢高变形与Zernike多项式描述矢高方向变形的最小二乘误差函数为：

式中：Wt_i为离散点代表的光学表面占总体光学表面的权重因子；

Os_i为Zernike多项式表示的离散点沿矢高变形量；

求导置零即可计算出Zernike系数，从而求取非球面反射镜光学表面误差中的位置误差；

对Zernike系数拟合的面型精度进行评估，从而计算出表示非球面反射镜光学表面面型的PV及rms值。

2.根据权利要求1所述的多物理场耦合作用下反射镜光学表面误差的获取方法，其特征在于：所述步骤4中的约束条件包括所述约束条件包括重力场、温度场、机械应力以及粘胶固化收缩。