專利名稱：一種大口徑凸非球面的全孔徑檢測方法
技術領域：
本發(fā)明屬于凸非球面檢測的技術領域，具體涉及一種大口徑凸非球面(通光口徑大于等于IOOmm的凸非球面)的全孔徑檢測方法。
背景技術：
非球面由于能夠改善像質，提高光學性能，簡化系統(tǒng)結構，減小外形尺寸和重量， 從原則上擬定光學儀器的新方案，已經(jīng)越來越廣泛的應用于各種光學儀器中。隨著測量精度的不斷提高，大口徑凸非球面的應用變得尤為重要。非球面表面面形質量的檢測一般采用干涉檢測的方法。凸非球面干涉檢測方法主要為曲面計算全息法。曲面計算全息法是利用激光光源經(jīng)顯微物鏡和針孔后，產(chǎn)生標準球面波。該標準球面波經(jīng)過分束器和照明物鏡，照明物鏡后，入射到帶有曲面計算全息圖的透鏡上，曲面計算全息圖刻制在透鏡的凹球面上，由曲面計算全息圖反射衍射1級波，產(chǎn)生標準非球面參考波前。而0級透射波垂直照射在待檢凸非球面上，由凸非球面反射的波前與標準非球面參考波前經(jīng)分束器反射后，再由成像物鏡成像到CCD探測器上，并在反射光會聚處加光闌，濾掉其它級次雜光。其中刻制在透鏡凹球面上的曲面計算全息圖，除了補償球面與非球面之間的位相差外，還需要承擔一部分光焦度， 用來分離曲面計算全息圖的各衍射級次。由于曲面計算全息圖的各衍射級次分別匯聚于光軸上的不同位置，當利用小孔濾波光闌在所需要的頻譜面上進行濾波時，其他各衍射級次的中心部分必然都會通過，從而在干涉圖的中心部位形成圓形亮斑，亮斑的大小由濾波光闌的孔徑以及各衍射級次相互分離的距離決定的。如果亮斑過大，則會使凸非球面的中心部分因為形成亮斑而無法檢測。檢測時，當凸非球面上未檢測(無法檢測)面積小于等于總面積的時，即可認為實現(xiàn)了全孔徑檢測。曲面計算全息圖如圖1，圖2所示，其包括分別對應不同衍射級次的多個刻制在透鏡表面的同心不透光圓環(huán)，這些圓環(huán)可以將光線進行反射。多個圓環(huán)的寬度以及相鄰圓環(huán)之間的距離，由中心向外越來越小。圖2中的曲面計算全息圖的中心孔徑較小，邊緣部分的相鄰圓環(huán)之間的距離幾乎不可分辨。而圖3中的曲面計算全息圖邊緣部分的相鄰圓環(huán)之間的距離清楚可見，但是中心部分的衍射級次孔徑較大。應用曲面計算全息法對大口徑凸非球面進行全孔徑檢測，由于口徑較大，檢測時會出現(xiàn)以下的問題想要消除中心亮斑，就需要減小濾波光闌的孔徑，如圖1所示的曲面計算全息圖， 其可以消除中心亮斑，但是邊緣部分的多個衍射級次的不透光圓環(huán)幾乎不可分辨，最小特征尺寸過小，導致加工十分困難；想要降低曲面計算全息圖的邊緣部分的多個衍射級次的加工難度和加工成本，就需要增大邊緣部分相鄰衍射級次的距離，但這也導致曲面計算全息圖中心部分的衍射級次孔徑過大，如圖2所示，并最終導致干涉圖的中心部位形成圓形亮斑。對于中心部分也需要檢測的大口徑凸非球面，其表面面形質量是決定儀器(特別是反射光學系統(tǒng)中的設備)總體質量的關鍵因素。所以目前急需一種大口徑凸非球面的全孔徑檢測方法。

發(fā)明內容
為了解決現(xiàn)有技術中應用曲面計算全息法對大口徑凸非球面進行全孔徑檢測時， 消除干涉圖中心亮斑和降低曲面計算全息圖邊緣部分的加工成本相矛盾的技術問題，提出一種既可以消除干涉圖中心亮斑，又可以降低曲面計算全息圖邊緣部分的加工成本的，大口徑凸非球面的全孔徑檢測方法。本發(fā)明解決技術問題所采用的技術方案如下一種大口徑凸非球面全孔徑檢測方法，包括以下步驟，A、利用透鏡的凹面上第一區(qū)域的曲面計算全息圖，以曲面計算全息法對與所述凹面相對的待測面的中心區(qū)域進行檢測；B、利用透鏡的凹面上第二區(qū)域的曲面計算全息圖，以曲面計算全息法對與所述凹面相對的待測面的邊緣區(qū)域進行檢測；所述第一區(qū)域為位于所述凹面中心的圓形區(qū)域，所述第二區(qū)域為所述凹面上的位于所述第一區(qū)域外圍的環(huán)形區(qū)域；所述第一區(qū)域的曲面計算全息圖可以使干涉圖的中心亮斑的面積小于等于待測面總面積的；所述第二區(qū)域的曲面計算全息圖的外圍邊緣部分的尺寸大于等于最小加工尺寸。在上述技術方案中，所述步驟A具體包括以下步驟aOl、以相干光入射到透鏡的凸面上；a02、所述第一區(qū)域的曲面計算全息圖反射回的相干光形成參考波前；a03、所述第一區(qū)域的曲面計算全息圖透射的相干光，被待測面反射；a04、經(jīng)待測面反射形成的波前與所述參考波前相干涉，成像到CXD探測器上，實現(xiàn)對待測面的中心區(qū)域的檢測。在上述技術方案中，所述步驟B具體包括以下步驟bOl、以相干光入射到透鏡的凸面上；b02、所述第二區(qū)域的曲面計算全息圖反射回的相干光形成參考波前；b03、所述第二區(qū)域的曲面計算全息圖透射的相干光，被待測面反射；b04、經(jīng)待測面反射形成的波前與所述參考波前相干涉，成像到CXD探測器上，實現(xiàn)對待測面的邊緣區(qū)域的檢測。在上述技術方案中，所述步驟A中所述第一區(qū)域的曲面計算全息圖的確定方法包括以下步驟all、輸出檢測波光程差函數(shù)；al2、將步驟all中得到的光程差函數(shù)轉換成頻率函數(shù)；al3、確定濾波光闌孔徑；al4、輸出檢測波0、2級的光程差；al5、將步驟al4中得到的光程差轉換成頻率；al6、由步驟al5得到的頻率確定中心亮斑的大??；
5
al7、判斷是否實現(xiàn)全孔徑檢測如果是，則完成曲面計算全息圖的確定；如果否， 則增加凹面與待測面的間距，返回步驟al3。
在上述技術方案中，所述步驟B中所述第二區(qū)域的曲面計算全息圖的確定方法包括以下步驟
bll、輸出曲面計算全息圖邊緣部分周期函數(shù)；
bl2、判斷外圍邊緣部分的最小周期是否小于等于最小加工尺寸對應的周期如果是，則完成曲面計算全息圖的確定；如果否，則減小凹面與待測面的間距，返回步驟bll。
在上述技術方案中，所述待測面的口徑為IOOmm以上。
本發(fā)明的有益效果是
本發(fā)明的大口徑凸非球面全孔徑檢測方法，根據(jù)設計過程中檢測系統(tǒng)中的照明物鏡的誤差，以及實際加工時曲面計算全息圖所能達到的最小特征尺寸，來確定曲面計算全息圖中心和邊緣兩部分的分界線和各自的光焦度。利用本發(fā)明的檢測方法可以很容易實現(xiàn)大口徑凸非球面的全孔徑檢測，同時它不僅不需要高精度的照明物鏡，還能加大全息圖的最小特征尺寸，能夠縮短檢測時間，減少檢測成本，具有很高的實用性。


圖1是消除干涉圖的中心亮斑，但是邊緣部分的最小特征尺寸過小的曲面計算全息圖2是邊緣部分的最小特征尺寸符合一般加工要求，但是中心的衍射級次孔徑過大的曲面計算全息圖3是本發(fā)明的大口徑凸非球面全孔徑檢測方法的一種具體實施方式
的系統(tǒng)結構示意圖4是以應用設計軟件kmax為例的，第一、第二區(qū)域的曲面計算全息圖的確定方法的流程圖5是圖3所示實施方式中，所設計的曲面計算全息圖6是圖5所示曲面計算全息圖的位相及刻線頻率分布圖7是圖3所示實施方式中，對凸非球面中心部分的檢測的示意圖及相應的干涉圖8是圖3所示實施方式中，對凸非球面邊緣部分的檢測的示意圖及相應的干涉圖。
圖中附圖標記表示為
I-He-Ne激光器；2_顯微物鏡；3_分束器；4_光闌；5-CCD探測器；6，7_照明物鏡； 8-透鏡；9-凹面；10-待測面；11-曲面計算全息圖中心部分的位相曲線；、12-曲面計算全息圖邊緣部分的位相曲線；13-曲面計算全息圖中心部分的刻線頻率曲線；14-曲面計算全息圖邊緣部分的刻線頻率曲線；15-邊緣部分相應的干涉圖；16-中心部分相應的干涉圖； 17-第一區(qū)域；18-第二區(qū)域。
具體實施方式
下面結合附圖對本發(fā)明做進一步詳細描述。
本發(fā)明的大口徑凸非球面全孔徑檢測方法，包括以下步驟，
A、利用透鏡的凹面上第一區(qū)域的曲面計算全息圖，以曲面計算全息法對與所述凹面相對的待測面的中心區(qū)域進行檢測；
B、利用透鏡的凹面上第二區(qū)域的曲面計算全息圖，以曲面計算全息法對與所述凹面相對的待測面的邊緣區(qū)域進行檢測；
所述第一區(qū)域為位于所述凹面中心的圓形區(qū)域，所述第二區(qū)域為所述凹面上的位于所述第一區(qū)域外圍的環(huán)形區(qū)域；
所述第一區(qū)域的曲面計算全息圖可以使干涉圖的中心亮斑的面積小于等于待測面總面積的；所述第二區(qū)域的曲面計算全息圖的外圍邊緣部分的尺寸大于等于最小加工尺寸。
其中，步驟A具體包括以下步驟
aOl、以相干光入射到透鏡的凸面上；
a02、所述第一區(qū)域的曲面計算全息圖反射回的相干光形成參考波前；
a03、所述第一區(qū)域的曲面計算全息圖透射的相干光，由待測面反射；
a04、經(jīng)待測面反射形成的波前與所述參考波前相干涉，成像到CXD探測器上，實現(xiàn)對待測面的中心區(qū)域的檢測。
步驟B具體包括以下步驟
bOl、以相干光入射到透鏡的凸面上；
b02、所述第二區(qū)域的曲面計算全息圖反射回的相干光形成參考波前；
b03、所述第二區(qū)域的曲面計算全息圖透射的相干光，由待測面反射；
b04、經(jīng)待測面反射形成的波前與所述參考波前相干涉，成像到CXD探測器上，實現(xiàn)對待測面的邊緣區(qū)域的檢測。
上面提到的曲面計算全息法是指利用激光光源經(jīng)顯微物鏡和針孔后，產(chǎn)生標準球面波。該標準球面波經(jīng)過分束器、照明物鏡以及照明物鏡后，入射到透鏡上。所述透鏡的第一區(qū)域和第二區(qū)域上分別刻制有曲面計算全息圖。所述透鏡的第一區(qū)域和第二區(qū)域上的曲面計算全息圖分別反射衍射波，分別產(chǎn)生第一、第二標準非球面參考波前。而由所述透鏡的第一區(qū)域和第二區(qū)域上透射過來的透射波照射在待測面(待檢凸非球面)上，再分別由待測面進行反射。經(jīng)過反射得到的波前，分別與所述第一、第二標準非球面參考波前進行干涉。在反射光會聚處加光闌，濾掉其它級次雜光。相干的波前經(jīng)分束器反射后，再由成像物鏡成像到CCD探測器上，從而實現(xiàn)對待測面上與第一區(qū)域和第二區(qū)域分別相對的區(qū)域的檢測。
其中所述第一區(qū)域的曲面計算全息圖的確定方法包括以下步驟
all、輸出檢測波光程差函數(shù)；
al2、將步驟all中得到的光程差函數(shù)轉換成頻率函數(shù)；
al3、確定濾波光闌孔徑；
al4、輸出檢測波0、2級的光程差；
al5、將步驟al4中得到的光程差轉換成頻率；
al6、由步驟al5得到的頻率確定中心亮斑的大??；
al7、判斷是否實現(xiàn)全孔徑檢測如果是，則完成曲面計算全息圖的確定；如果否，步驟al3。
其中所述第二區(qū)域的曲面計算全息圖的確定方法包括以下步驟
bll、輸出曲面計算全息圖邊緣部分周期函數(shù)；
bl2、判斷外圍邊緣部分的最小周期是否小于等于最小加工尺寸對應的周期如果是，則完成曲面計算全息圖的確定；如果否，則減小凹面與待測面的間距，返回步驟bll。
關于所述第一、第二區(qū)域的曲面計算全息圖的確定方法，以應用設計軟件kmax 為例，包括以下步驟，如圖4所示
(1)首先利用光學設計軟件^max設計一套用于檢測某一特定凸非球面的曲面計算全息檢測系統(tǒng)。所述系統(tǒng)中照明物鏡的誤差可以適當放寬。
(2)輸出kmax中該系統(tǒng)參考光或檢測光(參考光與檢測光幾乎完全相同)在其像面處的光程差Φ (r)，該光程差是由所述系統(tǒng)中照明物鏡的誤差導致的。
(3)根據(jù)光程差Φ (r)與頻率γ (r)轉換公式即v(r, = 1 ^φ(ν)
7 ΚΓ) ~ 2π dr ，
計算出參考光(檢測光)在像面處的頻率。
(4)根據(jù)步驟(3)中所計算出的頻率，選擇其中的最大值作為濾波光闌的截止頻率，并利用下列公式確定其孔徑r。Γ AD δφ(Γ),
r =--2π dr lmax
其中λ為激光光源的波長，D為檢測系統(tǒng)中點光源到照明物鏡的距離。
其中的點光源是指激光光源經(jīng)顯微物鏡后，發(fā)生匯聚，并交匯于一點，該點被看做系統(tǒng)中的點光源。
(5)利用步驟中所計算出的濾波光闌在像面處進行濾波，那么其他不必要的級次在此處凡是大于其截止頻率的部分均會被濾掉。盡管所述曲面計算全息圖會產(chǎn)生很多衍射級次，包括反射衍射級0、士 1、士2···和透射衍射級0、士 1、士2···，但實際上這種曲面計算全息圖各衍射級次的能量均比較小，尤其是透射后由凸非球面反射回來的各級次的能量更小，因此干涉圖的中心亮斑主要是由與參考波鄰近的兩個級次0、2造成的，可以只考慮這兩個極次的影響。由kmax輸出所述檢測系統(tǒng)0、2級在像面處的光程差，并利用步驟 (3)中的計算公式計算出其在像面處的頻率，將其與濾波光闌的截止頻率進行比較，便可得出干涉圖中心亮斑的大小，即非球面上無法檢測的面積。
(6)當凸非球面上未檢測面積小于等于總面積的時，即可認為實現(xiàn)了全孔徑檢測。將步驟( 中計算出的未檢測面積與總面積相比，如果滿足這一條件，則可以進行下一步。如果不滿足，則應在kmax中增加曲面計算全息圖的光焦度(r2)系數(shù)a，然后重復步驟(5)和(6)，直到滿足條件為止。在改變光焦度系數(shù)的同時，也應改變所述檢測系統(tǒng)中待測凸非球面與刻有曲面計算全息圖的透鏡的距離d。其計算公式為11 αλ
-— = -~ + —kCGH a kCGH π
其中Rrai為刻有曲面計算全息圖的球面的曲率半徑。將最終的光焦度系數(shù)表示為 %，待測凸非球面與刻有曲面計算全息圖的透鏡的距離表示為屯。8
(7)由上述步驟所設計出來的曲面計算全息圖的光焦度系數(shù)往往很大，會導致整個曲面計算全息圖的最小特征尺寸過小而無法加工制作?？紤]到現(xiàn)有激光直寫刻制曲面計算全息圖的精度以及其他諸方面的原因，曲面計算全息圖的最小特征尺寸最好控制在某一數(shù)值以內，用P來表示。于是以P為界，根據(jù)kmax中所給出的曲面計算全息圖的周期函數(shù)圖，便可以確定出曲面計算全息圖中心部分的孔徑大小，也就是凸非球面中心完全被檢測的面積大小，因為它們是1 :1對應的。
(8)對于邊緣部分，若想將曲面計算全息圖的最小特征尺寸也控制在100微米以內，應該減小曲面計算全息圖的光焦度系數(shù)。在&111皿中不斷減小光焦度的系數(shù)值，同時改變待測凸非球面與刻有曲面計算全息圖的透鏡的距離，此值可由步驟(6)中的公式計算出，直到滿足條件為止。這時由于凸非球面的中心部分已經(jīng)被完全檢測，所以不必擔心中心光斑的影響問題。將邊緣部分最終的光焦度系數(shù)表示為％，待測凸非球面與刻有曲面計算全息圖的透鏡的距離表示為d2。
(9)最后將兩部分的，分別含有不同光焦度的曲面計算全息圖的位相函數(shù)進行量化，確定出每條刻線的位置。再根據(jù)占空比(刻線寬/刻線周期)確定出刻線的寬度。將設計的特殊的曲面計算全息圖用激光直寫刻制出來并安裝在所述檢測系統(tǒng)中，分兩步檢測凸非球面，便可以輕松實現(xiàn)全孔徑檢測。
為了便于理解，下面結合具體實例來說明本發(fā)明
如圖3，5_8所示，本發(fā)明利用新型曲面計算全息圖對大口徑凸非球面進行全孔徑檢測設待檢凸非球面的參數(shù)為孔徑為110mm，頂點曲率半徑為500mm，非球面系數(shù)為1。利用光學設計軟件kmax設計一套用曲面計算全息法檢測該凸非球面的檢測系統(tǒng)，其結構如圖3所示。其中He-Ne激光器1發(fā)出的激光光源經(jīng)顯微物鏡2后，產(chǎn)生標準球面波，經(jīng)過照明物鏡6、照明物鏡7后，入射到透鏡8上，透鏡8的凹面9上的第一區(qū)域17和第二區(qū)域18 分別刻制有曲面計算全息圖，如圖5所示，第一區(qū)域17和第二區(qū)域18之間的虛線圓為分界線，該分界線并不是刻制在凹面9上的，其作用是清楚的表示出凹面9上分別設有中心的第一區(qū)域17和外圍的第二區(qū)域18這兩個區(qū)域。
由全息圖的反射衍射1級波產(chǎn)生標準的非球面參考波前。而0級透射波垂直照射在待測面(凸非球面)10上，由待測面10反射的波前與曲面計算全息圖的反射衍射1級所產(chǎn)生的標準非球面波前經(jīng)分束器3反射后，再由濾波光闌4濾波后成像到CCD探測器5上。
基礎系統(tǒng)完成以后就可以按照以下具體方法來設計新型的曲面計算全息圖，以實現(xiàn)全孔徑檢測
(步驟101)根據(jù)kmax輸出的參考波(檢測波)在像面處的光程差以及光程差與頻率的轉換公式，計算出其在像面處的頻率。其中最大頻率為0. 4/mm,以此作為濾波孔徑的截止頻率，計算出濾波孔徑的半徑為0. 15mm。同樣計算出全息圖反射衍射0、2級在像面處的頻率，其中凡是大于0. 4/mm的部分都將被截掉。據(jù)此計算出干涉圖中心亮斑的半徑為 5mm,很明顯這不能滿足全孔徑檢測的條件。在這里要想實現(xiàn)全孔徑檢測干涉圖中心亮斑的半徑不能超過1mm。
(步驟102)增加曲面計算全息圖的光焦度系數(shù)，直到計算出的中心亮斑半徑等于 1為止，此時光焦度系數(shù)3405。當然也可以繼續(xù)增加光焦度系數(shù)，使中心亮斑更小，但這樣就會減小曲面計算全息圖的特征尺寸，加大刻制困難。
(步驟103)根據(jù)^max中曲面計算全息圖的周期位相函數(shù)圖找出周期在200微米以內(即刻線頻率在5/mm以內)的孔徑值是20mm。這里選擇曲面計算全息圖最小特征尺寸為200微米，主要考慮到激光直寫制作全息圖的精度以及制作難度，時間等因數(shù)，在不同的情況可以根據(jù)實際條件靈活選取。于是曲面計算全息圖的中心部分為延徑向0到20mm 范圍內。而邊緣部分為延徑向20mm到55mm范圍內。
(步驟104)在確定了區(qū)域以后，不斷減小曲面計算全息圖的光焦度系數(shù)，以滿足其在邊緣區(qū)內其周期也小于等于200微米。此時光焦度系數(shù)值為1407。整個曲面計算全息圖的位相及刻線頻率分布如圖6所示。曲面計算全息圖中心部分的位相曲線11與曲面計算全息圖邊緣部分的位相曲線12相互斷開，以及，曲面計算全息圖中心部分的刻線頻率曲線13與曲面計算全息圖邊緣部分的刻線頻率曲線14，相互分開，這是因為中心和邊緣部分的曲面計算全息圖不相同。
(步驟10 將曲面計算全息圖的位相函數(shù)進行量化，確定出每條刻線的位置。再根據(jù)占空比確定出刻線的寬度。將設計的特殊的曲面計算全息圖用激光直寫刻制出來并安裝在所述檢測系統(tǒng)中，分兩步檢測凸非球面，便可以輕松實現(xiàn)全孔徑檢測。對比圖7和圖8， 圖7為凸非球面邊緣部位的檢測結果的干涉圖，圖8為凸非球面中心部位的檢測結果的干涉圖?？梢钥吹?，待測面10的邊緣部分相應的干涉圖15與中心部位相應的干涉圖16中的干涉圖樣部分互為補充，共同形成整個待測面10的干涉圖。從而完成了對待測面10全孔徑的干涉檢測。
本發(fā)明中曲面計算全息圖是用激光直寫在曲面基底上刻制而成。當然也可以用其他方法比如熱氧化法來制作曲面計算全息圖。
顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而并非對實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明創(chuàng)造的保護范圍之中。10
權利要求
1.一種大口徑凸非球面全孔徑檢測方法，其特征在于，包括以下步驟，A、利用透鏡⑶的凹面(9)上第一區(qū)域(17)的曲面計算全息圖，以曲面計算全息法對與所述凹面(9)相對的待測面(10)的中心區(qū)域進行檢測；B、利用透鏡⑶的凹面(9)上第二區(qū)域(18)的曲面計算全息圖，以曲面計算全息法對與所述凹面(9)相對的待測面(10)的邊緣區(qū)域進行檢測；所述第一區(qū)域(17)為位于所述凹面(9)中心的圓形區(qū)域，所述第二區(qū)域(18)為所述凹面(9)上的位于所述第一區(qū)域(17)外圍的環(huán)形區(qū)域；所述第一區(qū)域(17)的曲面計算全息圖可以使干涉圖的中心亮斑的面積小于等于待測面(10)總面積的；所述第二區(qū)域(18)的曲面計算全息圖的外圍邊緣部分的尺寸大于等于最小加工尺寸。
2.如權利要求1所述的檢測方法，其特征在于，所述步驟A具體包括以下步驟 aOl、以相干光入射到透鏡(8)的凸面上；a02、所述第一區(qū)域(17)的曲面計算全息圖反射回的相干光形成參考波前； a03、所述第一區(qū)域(17)的曲面計算全息圖透射的相干光，由待測面(10)反射； a04、經(jīng)待測面(10)反射形成的波前與所述參考波前相干涉，成像到CCD探測器(5) 上，實現(xiàn)對待測面(10)的中心區(qū)域的檢測。
3.如權利要求1所述的檢測方法，其特征在于，所述步驟B具體包括以下步驟 bOl、以相干光入射到透鏡(8)的凸面上；b02、所述第二區(qū)域(18)的曲面計算全息圖反射回的相干光形成參考波前； b03、所述第二區(qū)域(18)的曲面計算全息圖透射的相干光，由待測面(10)反射； b04、經(jīng)待測面(10)反射形成的波前與所述參考波前相干涉，成像到CCD探測器(5) 上，實現(xiàn)對待測面(10)的邊緣區(qū)域的檢測。
4.如權利要求1-3任一所述的檢測方法，其特征在于，所述步驟A中所述第一區(qū)域(17)的曲面計算全息圖的確定方法包括以下步驟 all、輸出檢測波光程差函數(shù)；al2、將步驟all中得到的光程差函數(shù)轉換成頻率函數(shù)；al3、確定濾波光闌孔徑；al4、輸出檢測波0、2級的光程差；al5、將步驟al4中得到的光程差轉換成頻率；al6、由步驟al5得到的頻率確定中心亮斑的大小；al7、判斷中心亮斑的面積是否小于等于待測面(10)總面積的如果是，則完成曲面計算全息圖的確定；如果否，則增加凹面(9)與待測面(10)的間距，返回步驟al3。
5.如權利要求1-3任一所述的檢測方法，其特征在于，所述步驟B中所述第二區(qū)域(18)的曲面計算全息圖的確定方法包括以下步驟 bll、輸出曲面計算全息圖邊緣部分周期函數(shù)；bl2、判斷外圍邊緣部分的最小周期是否小于等于最小加工尺寸對應的周期如果是， 則完成曲面計算全息圖的確定；如果否，則減小凹面(9)與待測面(10)的間距，返回步驟 bll。
6.如權利要求1-3任一所述的檢測方法，其特征在于，所述待測面(10)的口徑為IOOmm以上。
全文摘要
本發(fā)明的大口徑凸非球面的全孔徑檢測方法，包括以下步驟，利用透鏡的凹面上第一區(qū)域的曲面計算全息圖，以曲面計算全息法對與所述凹面相對的待測面的中心區(qū)域進行檢測；利用透鏡的凹面上第二區(qū)域的曲面計算全息圖，以曲面計算全息法對與所述凹面相對的待測面的邊緣區(qū)域進行檢測。本發(fā)明的大口徑凸非球面全孔徑檢測方法，根據(jù)設計過程中檢測系統(tǒng)中的照明物鏡的誤差，以及實際加工時曲面計算全息圖所能達到的最小特征尺寸，來確定曲面計算全息圖中心和邊緣兩部分的分界線和各自的光焦度。利用本發(fā)明的檢測方法可以很容易實現(xiàn)大口徑凸非球面的全孔徑檢測，同時它能加大全息圖的最小特征尺寸，縮短檢測時間，減少檢測成本，具有很高的實用性。
文檔編號G01B11/24GK102519392SQ20111045113
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月29日 優(yōu)先權日2011年12月29日
發(fā)明者劉華, 盧振武 申請人:中國科學院長春光學精密機械與物理研究所