[发明专利]长条状光学元件面形的快速拼接检测装置和测量方法

权利要求书

1.一种长条状光学元件面形的快速拼接检测装置，其特征在于该装置包括：水平调节机构(1)、垂直调节机构(2)、气浮平台(3)、二维精密调整台(4)、大口径光学元件(5)、伺服电机(6)、数控直线导轨(7)、运动电控箱(8)、小口径数字化激光干涉仪(9)和电子计算机(10)；

在所述的气浮平台(3)上设置所述的二维精密调整台(4)和所述的数控直线导轨(7)，所述的大口径光学元件(5)放置在所述的二维精密调整台(4)上，所述的水平调节机构(1)和垂直调节机构(2)控制所述的二维精密调整台(4)，以精细调整所述的大口径光学元件(5)的俯仰参数和高低位置；

所述的数控直线导轨(7)上设有电控移动平台，该电控移动平台在所述的伺服电机(6)驱动下沿所述的数控直线导轨(7)做直线运动；

所述的小口径数字化激光干涉仪(9)固定在所述的电控移动平台上，在所述的伺服电机(6)带动下所述的小口径数字化激光干涉仪(9)沿所述的数控直线导轨(7)直线运动；

所述的伺服电机(6)与运动电控箱(8)连接并受其控制；所述的运动电控箱(8)的控制端和小口径数字化激光干涉仪(9)的输出端分别与所述的电子计算机(10)连接并受其控制；

所述的面形拼接软件安装在所述的电子计算机(10)上。

2.利用权利要求1所述的长条状光学元件面形快速拼接检测装置进行长条状光学元件面形快速拼接的检测方法，其特征在于该方法包括如下步骤：

1)首先将大口径光学元件(5)放置在所述的二维精密调整台(4)上，调节所述的水平调节机构(1)和垂直调节机构(2)，使所述的大口径光学元件(5)的待测表面与所述的数控直线导轨(7)平行，并使待测平面的中心高度与所述的小口径数字化激光干涉仪(9)的中心孔径高度一致；

2)利用电子计算机(10)通过所述的运动电控箱(8)、驱动所述的伺服电机(6)带动所述的小口径数字化激光干涉仪(9)，处于所述的数控直线导轨(7)的一端，并位于所述的大口径光学元件(5)待测平面的初始位置；

3)按照所述的小口径数字化激光干涉仪(9)操作规程，打开各部分控制开关，使所述的小口径数字化激光干涉仪(9)进入正常工作状态；

4)依次打开电子计算机(10)和面形拼接检测软件；在软件中根据待测大口径光学元件(5)的长度和口径设置小口径数字化激光干涉仪(9)技术参数，包括：

全口径面形：指待测大口径光学元件的整体面形精度，即PV；

子孔径面形：指利用小口径数字化激光干涉仪每次测量的面形值，即为一个子孔径面形值，即pv；

拼接重叠率：指相邻两个子孔径的拼接重叠区域占子孔径的百分比，一般选择30％和50％，可根据具体情况进行调节；

拼接次数：根据子孔径大小和拼接重叠率以及待测大口径光学元件的口径进行计算所得；

测量速度：指小口径数字化激光干涉仪在每个子孔径之间测量的移动速度和每个子孔径面形的测量时间；

拼接子孔径数：指根据拼接次数计算出的全部测量完成大口径光学元件面形所需的子孔径数量，记为N；

软件参数设置完成后，将所述的小口径数字化干涉仪(9)对准大口径光学元件(5)待测平面的第一个子孔径位置，令n＝1，点击开始测量；

5)调节所述的水平调节机构(1)和垂直调节机构(2)，直到电子计算机的显示器上出现清晰的明暗干涉条纹，并把干涉条纹调整到最少；待干涉条纹稳定后，读取软件上数字化面形精度值并保存，得到第1个子孔径面形，即pv1；

6)第一个子孔径测量完成后，电子计算机(10)控制小口径数字化激光干涉仪(9)沿着数控直线导轨(7)按照程序设定值平移至下一个子孔径位置，即n＝2，按照步骤5)继续测量，得到第二个子孔径面形pv2；

7)令n＝n+1，当n<N，按步骤5)测量，得到第n子孔径面形pvn；当n>N时，进入下一步；

8)将上述子孔径面形pv1、pv2、…、pvn、…、pvN按现有面形全口径拼接算法进行拼接处理，得到大口径光学元件的全口径面形参数PV、RMS值，即得到大口径光学元件的全口径面形数据。