[发明专利]结合激光差动共焦定位的非球面参数误差干涉测量方法

摘要

本发明公开的结合激光差动共焦定位的非球面参数误差干涉测量方法，属于非球面测量领域。本发明实现方法为，获取被测非球面名义参数，利用获取被测非球面名义参数，结合光学设计软件设计并加工部分补偿透镜与消球差透镜组；根据部分补偿透镜和消球差透镜组建立结合激光差动共焦定位的非球面参数误差干涉测量系统；利用所述系统获得最佳补偿位置变化；测量被测非球面与理想非球面之间的面形变化，并计算面形变化四次分量的系数；根据联立的方程组，计算非球面的面型参数误差，即实现对非球面的面型参数误差的测量。本发明能够提高测量非球面的面型参数误差的测量精度，实现非接触、全口径、速度快、精度高的测量，具有无需扫描装置、结构简单的优点。

主权项

1.结合激光差动共焦定位的非球面参数误差干涉测量方法，其特征在于：包括如下步骤，步骤1：获取被测非球面名义参数，利用获取被测非球面名义参数，结合光学设计软件设计部分补偿透镜P，得到设计后的部分补偿透镜P的设计参数，并构建非球面参数误差干涉测量系统模型；步骤2：根据步骤1得到的设计后部分补偿透镜P的设计参数，加工出部分补偿透镜P的实物，并根据部分补偿透镜P的设计参数设计并加工消球差透镜组A的实物；步骤3：根据步骤2得到的部分补偿透镜P和消球差透镜组A建立结合激光差动共焦定位的非球面参数误差干涉测量系统；步骤4：利用步骤3建立的结合激光差动共焦定位的非球面参数误差干涉测量系统，获得最佳补偿位置变化Δd；步骤5：测量被测非球面与理想非球面之间的面形变化，并计算面形变化S⁴分量的系数ΔD₄；步骤6：根据联立的方程组(3)、(4)，计算非球面的面型参数误差，即实现对非球面的面型参数误差的测量，联立的方程组(3)、(4)的具体形式为：其中，ΔR是顶点曲率半径误差；ΔK是二次曲面常数误差；K₀是二次曲面常数；R₀是非球面的顶点曲率半径；A₄是四次非球面系数；S_A是非球面的特征点到旋转对称轴的径向距离，通过斜率非球面度定义进行确定；±的符号选择原则为：凹非球面的符号选择为+，凸非球面的符号选择为–；步骤1具体实现方法如下，步骤1.1：获取被测非球面名义参数；获取被测非球面名义参数包括被测非球面的口径、顶点曲率半径、二次曲面常数和高次非球面系数；步骤1.2：利用获取被测非球面名义参数，结合光学设计软件设计部分补偿透镜P；利用获取被测非球面名义参数，结合光学设计软件设计部分补偿透镜P，得到设计后的部分补偿透镜P的设计参数，部分补偿透镜P的设计参数包括部分补偿透镜P的第一面曲率半径、厚度、材料、第二面曲率半径和口径；步骤1.3：利用获取被测非球面名义参数，结合光学设计软件构建非球面参数误差干涉测量系统模型；光学设计软件中构建包含部分补偿透镜P的虚拟干涉仪I_R，并确定理想非球面的最佳补偿位置，即部分补偿透镜P的第二面到理想非球面顶点的轴向距离d₀；根据步骤1.1确定的被测非球面名义参数和步骤1.2确定的部分补偿透镜P的设计参数，确定理想非球面的最佳补偿位置，即部分补偿透镜第二面到理想非球面顶点的轴向距离d₀：其中，d₀是部分补偿透镜第二面到理想非球面顶点的轴向距离；L_P是部分补偿透镜第二面到部分补偿透镜近轴焦点的距离，通过近轴光学公式进行确定；R₀是非球面的顶点曲率半径，K₀是二次曲面常数；A₄是四次非球面系数；S_A是非球面的特征点到旋转对称轴的径向距离，通过斜率非球面度定义进行确定；±的符号选择原则为：凹非球面的符号选择为+，凸非球面的符号选择为–；结合光学设计软件构建包含部分补偿透镜P的虚拟干涉仪I_R即为非球面参数误差干涉测量系统模型。