大口径平面反射镜检测方法研究

论文摘要

随着科学技术的发展,大口径光学系统在各个领域得到越来越广泛的应用。大口径平面反射镜不仅在光学系统检测中占有重要地位,经常作为标准反射镜使用;而且在“大型高精度衍射光栅刻划系统”等系统中也有着特殊用途,可以作为高精度平面导轨使用。Ritchey-Common （瑞奇-康芒）法是检测大口径平面镜的传统方法,早期只能利用刀口仪做定性的检测,随着激光数字干涉仪的出现,使得对采集的数据做相应的处理成为可能。本文分析了Ritchey-Common法中检测光束在平面镜上入射角的微量偏移对检测结果的影响;分析了瑞奇角的测量误差对检测结果的影响,当瑞奇角的测量误差控制在0.4°以内时,检测结果具有较高的精度;为消除系统的调整引入的误差,推导了Ritchey-Common法中平面坐标系与光瞳面坐标系之间的转换关系,并以此关系为基础,编写了Ritchey-Common法两个角度检测的算法,并对算法进行了模拟仿真,模拟结果显示,该算法所引起的残差的PV值的量级在10-7。采用了Skip-Flat法检测大口径大长宽比矩形平面光学元件,该方法可以利用小口径的干涉仪全口径检测大口径矩形平面光学元件;该检测方法所采集的面形图在纵向有很大的压缩,对面形图进行了拉伸还原,并对拉伸还原后的面形图进行了插值,经过处理后的面形图更利于指导光学加工。但是对大口径平面反射镜检测的研究仍然有待深入。Ritchey-Common中采用两个角度检测的算法有待实验的验证,Ritchey-Common法与子孔径拼接法相结合检测更大口径的平面镜等值得期待。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 大口径平面镜检测方法的发展现状
• 1.2.1 直接检测法
• 1.2.2 间接检测法
• 1.3 本文的研究背景、主要内容及意义
• 1.4 本章小结
• 第2章 Ritchey-Common 与Skip-Flat 原理和精度分析
• 2.1 引言
• 2.2 Ritchey-Common 检测法
• 2.2.1 检测原理
• 2.2.2 精度分析
• 2.2.2.1 平面镜上入射角的微量偏移对检测结果的影响
• 2.2.2.2 瑞奇角的测量误差对检测结果的影响
• 2.2.2.3 两个角度测量的数据处理
• 2.3 Skip-Flat 检测法
• 2.3.1 检测原理
• 2.3.2 矩形平面镜倾斜角度的确定
• 2.3.3 精度分析
• 2.3.3.1 参考平面镜精度对检测结果的影响
• 2.3.3.2 矩形平面镜长宽比对检测结果的影响
• 2.4 本章小结
• 第3章 大口径大长宽比矩形平面反射镜的检测
• 3.1 引言
• 3.2 平面镜的检测
• 3.2.1 细磨阶段的检测
• 3.2.2 粗抛光阶段的检测
• 3.2.3 精抛光阶段的检测
• 3.3 检测环境对结果的影响
• 3.4 本章小结
• 第4章 结论与展望
• 4.1 研究成果与创新
• 4.2 结论
• 4.3 展望
• 参考文献
• 在学期间学术成果情况
• 指导教师及作者简介
• 致谢