[发明专利]大口径光学元件动态干涉拼接测量装置及测量方法

权利要求书

1.一种大口径光学元件动态干涉拼接测量装置，其特征在于，包含数控机箱(101)、主控计算机(102)、被测件移动调整平台(103)、动态干涉仪(105)、干涉仪升降台(106)、测量计算机(107)，被测件(104)放置于所述被测件移动调整平台(103)上，动态干涉仪(105)安装在所述干涉仪升降台(106)上；所述干涉仪升降台(106)和所述被测件移动调整平台(103)通过电缆与所述数控机箱(101)连接，所述主控计算机(102)与所述数控机箱(101)通过信号线连接，所述主控计算机(102)与所述测量计算机(107)通过网线连接，所述测量计算机(107 )与动态干涉仪(105)通过信号线连接；所述主控计算机(102)安装有拼接测量主控软件，所述测量计算机(107)安装有动态干涉仪测量软件；所述主控计算机(102)上安装的主控软件集控制、测量、拼接计算于一体，可以控制所述被测件移动调整平台(103)的二维移动，远程控制所述测量计算机(107 )进行动态干涉仪的数据采集工作，读取测量计算机(107)上采集的数据并进行拼接计算；

所述被测件移动调整平台(103)以大理石为基底制造，包括平台二维调整机构(201)、底座(202)、二维移动机构(203)组成；其中，所述二维移动机构(203)包括X轴导轨(208)、Y轴导轨(205)、支撑架(204)、L型支撑台(206)，所述X轴导轨(208)安装在底座(202)上，所述支撑架(204)垂直安装在所述X轴导轨(208)上，采用伺服电机驱动精密滚珠丝杠实现水平方向移动，所述Y轴导轨(205)安装在所述支撑架(204)上，所述L型支撑台(206)安装在所述Y轴导轨(205)上，采用伺服电机驱动精密滚珠丝杠实现竖直方向移动，所述被测件(104)放置于所述L型支撑台(206)上，并由三个滑块(207)从侧方固定；

所述装置以较少的调整维度达到较高的测量精度，操作简便自动化程度高，同时降低了对测量环境的要求，有较强的可实现性，是一种高精度、高效率的大口径光学元件的检测装置。

2.一种大口径光学元件动态干涉拼接测量方法，采用如权利要求 1 所述 测量装置进行测量，其特征在于，具体实施步骤为：

1)初始化参数设定：将被测件(104)尺寸输入所述主控计算机(102)，给出测量方案，包括需要测量的子孔径数目、位置和测量路径信息；选择被测件移动调整平台(103)的运动速度，确定测量两个子孔径的时间间隔；

2)所述主控计算机(102)发出指令，进入测量前校准模式：调整所述干涉仪升降台(106)高度，使被测件(104)在二维移动范围内能够全部被动态干涉仪(105)有效测量区域覆盖；所述主控计算机(102)将所述被测件移动调整平台(103)移动至中间位置，使所述动态干涉仪(105)出射波面照射至被测件(104)中心位置，利用所述被测件移动调整平台(103)对所述被测件(104)进行二维倾斜调整，在所述动态干涉仪(105)上观察到清晰的条纹，并进行测量前校准，待结果符合稳定性要求之后进入下一步；

3)参数调整及确定：根据校准测量结果在所述主控计算机(102)上选择符合要求的测量参数，以及拼接前数据预处理方式；

4)所述主控计算机(102)发出指令，进入测量模式：所述主控计算机(102)控制所述被测件移动调整平台(103)根据测量路径运动，每当运动至一个子孔径时，触发所述测量计算机(107)和所述动态干涉仪(105)采集该子孔径面形数据，并记录数据，经过设置的时间间隔后，被测件(104)自动移至下一个子孔径，测量过程中无需调整被测件(104)，无需人工干预测量，测量方案中每个子孔径都采集到测量数据之后，反馈至所述主控计算机(102)结束测量；

5)所述主控计算机(102)发出指令，进入拼接模式：所述主控计算机(102)远程读取所述测量计算机(107)上采集的数据，根据已选择的预处理方式对采集数据进行预处理，根据测量参数及路径对子孔径数据进行拼接，获得被测面表面面形。