[发明专利]一种大尺寸X射线反射镜干涉拼接测量系统及方法

权利要求书

1.一种大尺寸X射线反射镜干涉拼接测量系统，其特征在于，包括一减振平台，所述减振平台上安装有第一基座、移动装置和第二基座，所述第一基座的上方固定有干涉仪，所述移动装置包括安装在位移导轨上的多自由度机械运动平台，所述多自由度机械运动平台上方固定有被测光学镜和光学反射镜，所述第二基座的上方固定有自准直仪，且所述干涉仪、所述多自由度机械运动平台和所述自准直仪均与一控制终端通信连接。

2.根据权利要求1所述的大尺寸X射线反射镜干涉拼接测量系统，其特征在于，所述干涉仪设置为将发射出的相干光垂直照射到所述被测光学镜的表面。

3.根据权利要求1所述的大尺寸X射线反射镜干涉拼接测量系统，其特征在于，所述多自由度机械运动平台为四自由度机械运动平台。

4.根据权利要求2所述的大尺寸X射线反射镜干涉拼接测量系统，其特征在于，所述多自由度机械运动平台包括自下而上依次排布的水平方向位移平台、竖直方向旋转平台、竖直方向位移平台以及水平方向旋转平台。

5.根据权利要求3所述的大尺寸X射线反射镜干涉拼接测量系统，其特征在于，所述水平方向位移平台和所述竖直方向位移平台的分辨率为0.1μm。

6.根据权利要求3所述的大尺寸X射线反射镜干涉拼接测量系统，其特征在于，所述竖直方向旋转平台和所述水平方向旋转平台的分辨率为0.1μrad。

7.根据权利要求3所述的大尺寸X射线反射镜干涉拼接测量系统，其特征在于，所述水平方向位移平台和所述竖直方向位移平台设置为控制所述被测光学镜在垂直于所述相干光的入射方向的平面内运动。

8.根据权利要求3所述的大尺寸X射线反射镜干涉拼接测量系统，其特征在于，所述竖直方向旋转平台和所述水平方向旋转平台设置为控制所述被测光学镜所在平面与所述相干光的入射方向的夹角。

9.根据权利要求1所述的大尺寸X射线反射镜干涉拼接测量系统，其特征在于，所述自准直仪设置为将发射出的测量光照射至所述光学反射镜。

10.一种大尺寸X射线反射镜干涉拼接测量方法，其特征在于，包括：

步骤S1，建立如权利要求1-9任一项所述的大尺寸X射线反射镜干涉拼接测量系统；

步骤S2，打开干涉仪，控制终端控制多自由度机械运动平台来调整干涉仪发出的相干光与被测光学镜的相对位置，以使干涉仪的参考平面与被测光学镜保持平行；

步骤S3，将i初始化为1，所述控制终端继续控制多自由度机械运动平台，以使所述干涉仪发出的相干光照射所述被测光学镜的第i个测量位置，获得第i个子孔径；同时，自准直仪测量第i个子孔径的角度，作为子孔径基准角度θ_i，控制终端记录并保存第i个子孔径的面形数据以及子孔径基准角度θ_i；

步骤S4，所述控制终端控制水平方向位移平台在位移导轨上沿X方向移动，以使所述干涉仪发出的相干光照射所述被测光学镜的第i+1个测量位置，获得第i+1个子孔径；X方向为垂直于相干光方向的水平方向；

步骤S5，所述控制终端控制竖直方向旋转平台、竖直方向位移平台以及水平方向旋转平台进行调整，当在第i+1个测量位置获得的子孔径和在第i个测量位置获得的子孔径的形状、大小均相同，且圆心的连线平行于X方向时，所述控制终端记录并保存第i+1个子孔径面形数据；

步骤S6，利用光学反射镜和所述自准直仪测量第i+1个子孔径的角度θ_i+1，所述控制终端记录并保存第i+1个子孔径的角度θ_i+1；

步骤S7，令i＝i+1，重复上述步骤S4-S6，直到获得的若干子孔径面形之和完全覆盖所述被测光学镜，此时i＝N，N为正整数；

步骤S8，所述控制终端根据保存的所有子孔径面形数据进行子孔径拼接，并根据每个子孔径的角度相对于子孔径基准角度的变化量进行误差补偿，拼接出所述被测光学镜的完整二维面形。

11.根据权利要求10所述的大尺寸X射线反射镜干涉拼接测量方法，其特征在于，所述第i+1个子孔径和第i个子孔径具有40％～80％的重叠区域，i＝1,2,...,N，N为正整数。