平面干涉儀參考面的高精度標定方法研究.pdf

1、大口徑平面光學元件廣泛的應用于航空航天、天文探索、高功率激光系統(tǒng)等重大國家工程中，因此，對于大平面光學平面元件面形檢測的研究顯得尤為必要和重要。常用干涉方法對平面面形進行檢測，菲索干涉儀作為典型的平面面形干涉檢測儀器，其檢測精度很大程度上取決于光學參考平面的面形精度。光學平面口徑增大致使其自身重力的增加，會使得參考平面發(fā)生重力變形，從而對待測平面元件檢測結(jié)果產(chǎn)生很大的誤差。所以大口徑參考平面的高精度面形的標定成為檢測過程中必不可少的一環(huán)

2、，也是保證大口徑光學系統(tǒng)檢測水平提升的必然途徑。
　　本文在傳統(tǒng)的三平面互檢面形標定方法的基礎上，采用Zernike多項式擬合的三平面互檢面形標定方法，并結(jié)合相移干涉技術(shù)的理論分析和仿真，分析得到相移過程中干涉條紋處理的計算誤差達到2mm。同時，針對300mm口徑的參考平面在不同的裝夾支撐方式、參考面厚度、平面口徑等參數(shù)條件下的自重變形，運用有限元分析方法進行分析仿真。所以選取T型六點支撐方式作為大口徑參考平面的裝夾支撐方式，該支

3、撐方式下參考面的重力變形仿真達到20nm。隨后，分析了參考面的變形對Zernike多項式擬合的三面互檢面形標定結(jié)果的影響，得到變形后的檢測面形殘差達到10nm。最終，在仿真結(jié)果的基礎上提出了一種在干涉波面處理過程中修正參考面重力變形分量的變形補償方法。最后，使用Zygo干涉儀對若干100mm口徑的標準平面進行檢測實驗，采用Zernike多項式擬合的三平面互檢面形標定方法，在干涉波面中修正重力變形量，最終計算得到的參考平面的面形和加工標稱