剪切干涉測(cè)量光學(xué)元件的波前重建方法及其仿真研究.pdf

1、隨著國(guó)防與尖端科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，高精密的光學(xué)系統(tǒng)得到廣泛應(yīng)用，使得光學(xué)元件的需求量與日俱增，精度要求越來(lái)越高。獲得高質(zhì)量光學(xué)表面的關(guān)鍵技術(shù)在于能否提供可靠的、行之有效的檢測(cè)結(jié)果指導(dǎo)加工。在傳統(tǒng)加工中，加工和檢測(cè)是分別進(jìn)行的，使得加工效率低，精度不高。因此，研究開發(fā)一種有效的在位檢測(cè)技術(shù)并進(jìn)行反饋加工成為解決高精度光學(xué)元件急需的關(guān)鍵。光學(xué)剪切干涉測(cè)量法是一種不需要標(biāo)準(zhǔn)參考波面的共光路自比較干涉測(cè)量法，具有抗干擾、防震動(dòng)等特點(diǎn)，是實(shí)現(xiàn)在位測(cè)量

2、的有效手段。但是剪切干涉的干涉圖不具有直觀性，需要進(jìn)行復(fù)雜圖像處理與波前重建，從而限制了其應(yīng)用。研究剪切干涉測(cè)量光學(xué)元件的波前重建方法，具有重要意義和應(yīng)用價(jià)值。
　　首先，干涉圖需要進(jìn)行圖像處理。通常通過(guò)干涉儀所獲得的干涉圖是光強(qiáng)分布，并非干涉圖像的相位分布。分別采用相移法和傅立葉變換空間載波法從強(qiáng)度分布得到相位分布，相位解包方法進(jìn)行解包，編寫了用于提取相位信息的傅立葉變換空間載波法和四步相移法的程序及其基于相位跳變區(qū)域劃分的相位

3、解包程序，為剪切干涉測(cè)量光學(xué)元件的系統(tǒng)提供了圖像處理程序。
　　其次，需要重建波前。在對(duì)波前重建算法進(jìn)行研究分析的基礎(chǔ)上，采用Zernike多項(xiàng)式最小二乘擬合波前的擬合算法及其重構(gòu)方法，編寫了 Zernike多項(xiàng)式波前重建算法程序，并給出了關(guān)鍵部分模塊的流程圖及其過(guò)程，為剪切干涉測(cè)量光學(xué)元件的提供了重建波面程序。
　　最后，根據(jù)橫向剪切干涉原理和波像差公式，計(jì)算出各種波像差的剪切干涉圖。用Zernike多項(xiàng)式的波前重建算法程