[发明专利]一种绕光轴旋转对准误差分析方法

摘要

本发明公开了一种绕光轴旋转对准误差分析方法。首先对初始位置处测得的面形数据进行泽尼克条纹多项式拟合，提取旋转对称项的拟合系数；然后将被测光学元件绕光轴旋转一定角度，对测得的面形数据同样进行多项式拟合并提取旋转对称项的系数，然后与旋转前的对应多项式拟合系数做差值运算并与拟合得到的阈值作对比，即可获得绕光轴旋转对准误差信息。如此反复进行多次不同旋转角度位置的对准。本发明提供了一种旋转对准误差分析方法，为绝对检测中旋转对准误差控制提供了一种定量分析方法，对减小旋转对准误差进而提高面形绝对检测精度具有较大的应用价值。

主权项

一种绕光轴旋转对准误差分析方法，其特征在于包含以下步骤：1)调整被测光学元件检测装置，使被测光学元件和参考面处于共焦位置，即二者的曲率中心点重合，此时检测得到被测光学元件的面形数据W1(x，y)，所述面形数据就是很多数据点的集合，每个数据点对应着被测光学元件上相应点相对于标准参考面形的误差，单位为波长；2)将测得的被测光学元件面形数据W1(x，y)进行36项泽尼克条纹多项式拟合，得到W1(x，y)＝a1Z1(x，y)+a2Z2(x，y)+a3Z3(x，y)+…+a36Z.36(x，y)，其中，(a1，a2，a3，…，a36)为各项拟合系数，Z1(x，y)，Z2(x，y)，Z3(x，y)，…，Z36(x，y)为各项泽尼克条纹多项式表达式；3)将被测光学元件绕光轴旋转180度，测得被测光学元件旋转后的面形数据W2(x，y)，其单位为波长；4)将测得的被测光学元件面形数据W2(x，y)进行36项泽尼克条纹多项式拟合，得到W2(x，y)＝a′1Z1(x，y)+a′2Z2(x，y)+a′3Z3(x，y)+…+a′36Z.36(x，y)，其中，(a′1，a′2，a′3，…，a′36)为各项拟合系数；5)将两次拟合得到的旋转对称项即第i项多项式拟合系数对应相减，即|ai‑a′i|，其中i＝n2，n＝2，3，4，…；6)如果各项拟合系数|ai‑a′i|差值均小于一定阈值，该阈值需要通过理论仿真确定，将第2步获得的面形数据平移几个像素，分析其拟合系数变化，然后根据实际精度要求控制，否则返回步骤1)，重新进行调整测量，直至重新确定的初始位置和旋转180度位置测量数据的各旋转对称项项拟合系数差值满足所设定的阈值条件；7)然后，以180度位置为初始位置，返回步骤3)进行调整测量，此时被测光学元件旋转角度为180/2＝90度，直至重新确定的初始位置和旋转90度位置测量数据的各旋转对称项拟合系数差值满足所设定的阈值条件；8)按步骤(7)重复进行N次调整测量，每次调整测量的旋转角度均为上一次的1/2，直至所有测量数据各旋转对称项拟合系数差值均满足所设定的阈值条件，说明被测光学元件的中心旋转轴已和光轴重合较好，绕光轴旋转产生的偏心和倾斜误差可忽略不计。