[发明专利]一种变形镜刚体位移误差测量的方法及装置

说明书

本发明公开了一种变形镜刚体位移误差测量的方法及装置，方法包括如下步骤：测量连接在变形镜圆周边缘的平面的面形数据，并得出变形镜的刚体位移数据θ_x和θ_y；测量变形镜通光区域内的凸面/凹面的面形数据，并得出变形镜的刚体位移整体数据X/θ_y和Y/θ_x；根据变形镜的刚体位移数据θ_x和θy及刚体位移整体数据X/θ_y和Y/θ_x，计算出变形镜的变形量X和Y及刚体位移量θ_x和θ_y。本方法和装置可用于测量变形和刚体位移耦合在一起的变形镜的多自由度，解决了刚体变形和位移相互耦合难以测量的难题，并具有测量准确可靠、精度高等优点。

技术领域

本发明涉及刚体位移的测量方法，具体涉及一种变形镜刚体位移误差测量的方法及装置。

背景技术

力驱动的变形镜具有补偿行程大，补偿精度高，实时性好等优点，在光学系统的像差补偿领域尤其是热像差补偿方面具有重要的应用。

变形镜使用过程中需要满足行程、精度、响应时间、耦合面形误差、耦合刚体位移误差等多项性能指标，其中如何分离变形镜的变形和刚体位移，如何分离得到变形镜的X/Y/θ_x/θ_y各项刚体位移指标具有重要的意义。

现有的位移测量方法，主要包括多点测量方法和整面测量方法。其中多点测量方法，利用读数头和平面光栅测量得到测量区域的里自由度位姿。整面干涉测量方法，激光器发出的激光光束经扩束器和反射镜后平行入射至二维参考微光学阵列，在所述二维参考微光学阵列元件的焦平面处汇聚成点光源，点光源发出的光束经二维测量微光学阵列元件平行射至聚焦透镜，经聚焦透镜出射的光束在二维面阵探测器上成像。

现有的位移测量方法主要对刚体的刚体位移测量，难以适用于变形和刚体位移耦合在一起的变形镜多自由度测量。

发明内容

本申请提供一种能够测量出变形镜各个刚体位移量的变形镜刚体位移误差测量的方法及装置。

根据第一方面，一种实施例中提供一种变形镜刚体位移误差测量的方法，包括如下步骤：

S001：测量连接在变形镜圆周边缘的平面的面形数据，并得出变形镜的刚体位移数据θ_x和θ_y；

S002：测量变形镜通光区域内的凸面/凹面的面形数据，并得出变形镜的刚体位移整体数据X/θ_y和Y/θ_x；

S003：根据变形镜的刚体位移数据θ_x和θ_y及刚体位移整体数据X/θ_y和Y/θ_x，计算出变形镜的变形量X和Y及刚体位移量θ_x和θ_y。

进一步地，在步骤S001中，干涉仪上安装平面标准具测量连接在变形镜圆周边缘的平面的面形数据，并根据Zernike系数Z2和Z3项获得反映变形镜刚体位移数据θ_x和θ_y，其Z2为倾斜x项，Z3为倾斜y项。

进一步地，在步骤S002中，干涉仪上更换球面标准具测量变形镜通光区域内的凸面/凹面的面形数据，并根据Zernike系数Z2和Z3项获得反映变形镜刚体位移整体数据X/θ_y和Y/θ_x。

根据第二方面，一种实施例中提供一种变形镜刚体位移误差测量的装置，包括：

可变形镜框，其中部具有用于安装变形镜的安装架，变形镜的圆周边缘连接有用于测量的平面；

驱动器，其安装在可变形镜框上，用于驱动可变形镜框变形；