[发明专利]自由曲面干涉仪中自适应零位补偿器空间距离自标定方法

摘要

本发明公开了一种自由曲面干涉仪中自适应零位补偿器空间距离自标定技术。自由曲面干涉仪包括有双通道干涉仪和自适应零位补偿器，在双通道干涉仪内设有CCD一和CCD二，在自适应零位补偿器内设有变形镜DM和部分零位镜，本发明采用了一种多零位约束方法，利用一块校准镜至于自适应零位补偿器之后，通过可变形镜形变实现不同位置的猫眼定位，实现轴上多个位置的零位检测，从而构建多个测量方程用以限制误差耦合，实现ANC空间间距自标定。摒弃了空间间距的直接测量方法，使得下一步的自适应干涉仪中ANC的仪器化成为可能。

主权项

1.一种自由曲面干涉仪中自适应零位补偿器空间距离自标定方法，其特征在于：自由曲面干涉仪包括有双通道干涉仪和自适应零位补偿器，在双通道干涉仪内设有CCD一和CCD二，在自适应零位补偿器内设有变形镜DM和部分零位镜，具体方法如下：1)将一块校准镜放置于自适应补偿器的部分零位镜之后，其初始位置位于部分零位镜的焦点处；2)利用变形镜DM形变，提供离焦和球差，使得部分零位镜在校准镜反射面处产生像差小于0.1波长的焦点，直至双通道干涉仪中CCD一接收到零位干涉图，记录此时CCD二的零位干涉图和CCD二的非零位干涉图；3)沿光轴平移校准镜，重复步骤2)，记录此时CCD一的零位干涉图和CCD二的非零位干涉图，同时利用位移测量干涉仪检测其移动距离ΔdPS_1；4)不断重复步骤3)至k次，记录每次CCD一的零位干涉图和CCD二的非零位干涉图以及移动距离ΔdPS_i，i＝1～k；5)解调所有k+1次测量中CCD一的零位干涉图以及CCD二的非零位干涉图，由于CCD一所接收的干涉图均为零位干涉图，其解调得到的像差均为零，CCD二的非零位干涉图解调得到像差；6)将解调得到像差依次代入系统模型进行光线追迹，得出对应的变形镜DM的表面面形SDM_0～SDM_k；7)利用ΔdPS_1～ΔdPS_k和SDM_0～SDM_k建立实验约束方程组其中dDP为变形镜DM和部分零位镜之间的轴向距离，dPS_0为初始的变形镜DM与校准镜之间的轴向距离；8)建立模型约束方程组其中S'DM_i、d'DP、d'PS_0和Δd'PS_i是与实验中的参数相对应的模型参数，并且有9)不断迭代地改变模型中的d'DP和d'PS_0，使得模型中的所有结构的被测波前不断逼近零位波前；10)建立基于多结构模型的逆向光纤追迹优化函数，使得实验约束方程组和模型约束方程组中对应方程之差的平方和最小，11)解上述方程得从而实现实验系统中DM和部分零位镜之间的轴向距离dDP和系统模型中DM和部分零位镜之间的轴向距离d'DP一致，即实现ANC器件轴向间距dDP的自标定。