条纹反射法检测光学反射镜面形

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1、第44卷第9期光子学报Vo1．44No．92015年9月ACTAPH0TONICASINICASeptember2015doi：10．3788／gzXb2O154409。0912004条纹反射法检测光学反射镜面形袁婷，张峰，陶小平，周润，付锦江(1中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，中国科学院光学系统先进制造技术重点实验室，长春13OO33)(2中国科学院大学，北京100049)摘要：针对光学反射镜在精磨向初抛光过渡阶段时面形与理想面形存在较大偏差的问题，采用轮廓仪和普通干涉仪检测无法满足加工检测需求的问题，提出采用动态范围大且准确度高的条纹反射法来检测光学反射镜．研究分析了条纹反射检

2、测系统的原理及系统误差，运用光线追迹软件对条纹反射检测i00mm口径反射镜面形进行建模仿真，并对已经加工完成的100mm口径旋转对称球面反射镜进行了检测，测量得到的面形误差峰谷值及均方根值分别为0．523m和0．086m，满足该过渡阶段的检测需求．关键词：条纹反射；光学检测；光线追迹；误差分析中图分类号：TN247文献标识码：A文章编号：1004—4213(2015)09—0912004—6TestofOpticalMirrorSurfaceUsingFringeReflectionSystemYUANTing，ZHANGFeng，TAoXiao—ping，ZHOURun，FUJin—ji

3、ang’。(1KeyLaboratoryofOpticalSystemAdvancedManu，乜cturingTechnology，ChangchunInstituteofOptics，FineMechanicsandPhysics，ChineseAcademyofSciences，Changchun130033，China)(2UniversityofChineseAcademyofSciences，Beijing100049，China)Abstract：Largeshapeerrorscanbefoundfromthestageoffinegrindingtothebeginnin

4、gofpolish，itisprovedthatitcantsatisfythemeasuringrequirementstotestthemirrorswithprofilersorordinaryinterferometerinthatstage．Toobtaintheopticalmirrorsshapeerrorbasedonfringereflection，themethodofhighprecisionandlargedynamicisproposed．Theprincipleandsystemerrorsofthetestingsystemwereanalyzed．Tover

5、ifythefeasibleofthetestingsystem，themodeloftestingonareflectingmirror(theapertureis100mm)wasbuiltandsimulatedbyraytracing．Thepreliminarytestingdataonrotationalsymmetrysphericalmirroris：PVis0．523m，RMSis0．086m，ThefeasibilityofthetestingsystembasedonfringereflectionusedinthisperiodiSverified．Keywords

6、：Fringereflection；Opticaltesting；Raytracing；ErroranalysisoCISCodes：12O．463O；120．6650；120．5700；12O．2650；100．2000光阶段采用干涉测量法．但是在研磨向抛光过渡的阶0引言段，轮廓仪测量时采样密度低、对大口径反射镜检测用随着球面、非球面光学元件在民用、天文，航天等时较长，不能满足加工要求，且加工效率低；而干涉仪领域得到广泛应用，不同种类的反射镜相继产生，同时动态范围小，对于面形误差较大的过渡阶段，很难覆盖也增加了反射镜加工和检测的难度，特别是加工制造全孔径检测；由此该过渡阶段的面形检测技术

7、还有待过程中检测的难度．光学反射镜的加工主要包括铣磨、研究．研磨、抛光三个阶段．面形检测技术主要有轮廓测量法条纹反射测量法具有结构简单、动态范围大、测量和光学干涉测量法．在研磨阶段采用轮廓测量仪，在抛准确度高、检测速度快、抗干扰性能好、成本低、易于操基金项目：国家自然科学基金项目(No．61036015)资助第一作者：袁婷(1987一)，女，博士研究生，主要研究方向为条纹反射检测．Email：tingyuano@126．