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随着非球面光学元件的设计和加工技术的发展,对非球面光学元件的面形及其参数的检测提出了更高的要求。在已有高精度检测仪器的条件下,一方面要研究适合具体工件类型的新的检测方法,扩展仪器的检测范围以充分发挥检测仪器的功能;另一方面要尽可能分析并降低检测仪器的误差,以提高检测的精度。
对非接触式检测,本文在介绍用干涉仪检测非球面的基本原理的基础上,归纳了干涉法检测非球面的几种方法以及常用补偿器的类型,以单透镜补偿器为例详细阐述了补偿器的设计和精度分析,同时还指出部分补偿透镜的思想可以简化补偿器的设计。
对接触式检测,本文以检测口径小于120mm的TalysurfPGI轮廓仪为基础,详细分析了轮廓仪在检测中的误差因素,推导出了轮廓仪检测二次旋转轴对称非球面时,各项误差对测量面形影响的传递系数方程,得出测量坐标系与工件坐标系间的不重合误差对测量面形误差的影响随被测口径、顶点曲率的绝对值以及坐标系间的定位误差和方向误差的增大而增大的结论。
用自己编写的Matlab程序模拟计算了测量坐标系与工件坐标系间存在不重合误差时所产生的面形误差,提出了根据轮廓仪检测的面形误差数据拟合被测非球面的面形方程的方法并以实例证明此法可行,最后在实验中证明了上述理论分析与程序模拟的正确性。