基于五棱镜扫描法的波前系统研究.pdf

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1、第39卷第2期2017年4月光学仪器OPTICALINSTRUMENTSV01．39，No．2April，2017文章编号：1005—5630(2017)02—0053—05基于五棱镜扫描法的波前系统研究刘齐卉芝1，何勇2(1，西安工业大学光电工程学院，陕西西安710032；2．南京理工大学电子工程与光电技术学院，江苏南京210094)摘要：为检测基于五棱镜扫描法的大口径光学系统波前检测法，以口径为513mm的仿真模拟波面为被测波面进行模拟仿真检测试验，使用通光口径为5mm的五棱镜对被测波面进行模拟二维扫描检测。根据实验结果拟舍出被

2、测波面的二维特性曲线，再利用二维特性曲线对被测波面进行三维拟合，并分析实验中可能存在的误差。实验结果表明，模拟波面与被测波面吻合，证实了这种方法可行并且在一定条件下能进行高精度检测。关键词：五棱镜；波前检测；大口径光学波面；模拟仿真；曲线拟合中图分类号：TH741文献标志码：Adoi：10．3969／j．issn．1005—5630．2017．02．010WavefrontsystemdetectionbasedonpentaprismscanningmethodLIUQihuizhi，HEYong(1．SchoolofOptoel

3、ectronicEngineering，Xi’anTechnologicalUniversity，Xi’all710032，China；2．SchoolofElectronicandOpticalEngineering，NanjingUniversityofScienceandTechnology，NaNing210094，China)Abstract：Alargeapertureandhighprecisionopticalsystemisrequiredforopticalwavefrontdetection．Thisartic

4、leconductssimulationfortheopticalwavefrontcaliberof513mm．Apertureof5mmpentaprismisusedfortWO—dimensionalscanningdetectionofwavefront．Theexperimentalresultsofthemeasuredwavefrontarefittedtothecharacteristiccurve．Thefittingcharacteristiccurveisusedtorecoverthethree-dimen

5、sionalwavefront．Theerrorsintheexperimentareanalyzed．Simulationandexperimentalresultsfitverywell，verifyingthefeasibilityandthatthemethodcanperformhighlyprecisedetection．Keywords：pentaprism；wavefrontdetection；largeapertureopticalwavefront；simulation；curvefitting引言大口径平面镜以

6、及大口径光学波面的检测长期以来一直存在于光学制造与应用领域，大H径光学元器件的制造误差、光学系统安装误差以及所处环境等因素都对镜面形状和波面准直状态产生影响，从而收稿日期：2016—04—18作者简介：刘齐卉芝(1991一)，女，硕士研究生，主要从事光学设计、光学检测方面的研究。E-mail：shuoyuehui@163．corn通信作者：何勇(1966--)，男，研究员，主要从事光学设计、光学检测方面的研究。E-mail：14913757@qq．corn·54·光学仪器第39卷导致光学系统成像质量降低。因此，开展对大口径光学系统波

7、前检测新方法的研究有着重要的实际意义。干涉仪在检测大口径光学系统或者光学元件时，往往需要一块与被测件口径相同或者比被测件口径更大的标准镜面或者标准波面，但这并不能适用于所有条件下的工作需要。所以一般大口径光学系统在检测时都会使用子孔径拼接技术。本文使用的五棱镜扫描法就是一种特殊的子孔径扫描法，五棱镜扫描法是利用了五棱镜具有对光线的完全90。转向的特性，将准直过程中的纵向对准变为横向对准，以此提高准直精度，该方法使用设备简单，仅需要一个光学质量高的五棱镜及运动误差小的电动平移导轨[1]，并且检测精度高。1检测原理五棱镜扫描法是对大口径

8、光学元件加工质量和光学系统成像质量进行检测时常用的光学检测法，其主要元件五棱镜具有使出射光线垂直转向的特性[2]。五棱镜扫描法是通过对被测波面划分区域和逐步扫描以测得大口径光学波面，通过计算实测数据得到大口径光学系统出射波面在法线方向