【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光学测量，更具体的涉及一种横向剪切干涉剪切率选取方法及装置。
技术介绍
1、横向剪切干涉应用在非球面面形测量领域具有抗环境干扰、无参考镜误差引入和改善非球面度引起条纹增密问题的优势。由于非球面波前的丰富变化，使用单一剪切量测量多类型非球面面形时可能存在条纹过密无法解析或者条纹过稀相位灵敏度不足的问题。因此，针对多类型非球面波前变化应匹配合适的剪切率进行测量，这样才能更好的保证非球面面形的测量精度。
2、现有技术中针对多类型非球面的检测问题时，仅仅考虑了横向剪切干涉中剪切率和剪切量的标定，而未考虑剪切率的自适应选取方法；对比jason h.karp等人2008年在文献《integrated diffractive shearing interferometry for adaptive wavefrontsensing》中提及的自适应波前传感器，其仅初步提到了信噪比和波前斜率对剪切率选取的影响，但并未给出具体的理论模型和数据支持；对比jean-pierre betend-bon等人1991年在文献《double grating phase stepping interferometry for testing aspherics》中提及横向剪切非球面测量方法，但仅提供了横向剪切非球面测量装置，并未描述待测非球面波前变化对于剪切率选取的影响。
3、上述所提相关技术均未提出针对待测非球面波前自适应优化选取剪切率的方法。其原因在于：在新型剪切方式未出现之前，传统的横向剪切干涉测量方法无法实现剪切率的
技术实现思路
1、本专利技术实施例提供一种横向剪切干涉剪切率选取方法及装置，用于解决横向剪切干涉方法在针对多类型非球面面形通用化检测时，随机或无理论参考的剪切率选取而造成的条纹不可解析和检测精度受限的问题。
2、本专利技术实施例提供一种横向剪切干涉剪切率选取方法，包括：
3、根据待测非球面的口径、待测非球面的顶点曲率半径、二次曲面圆锥系数和非球面波阵面函数将所述待测非球面的顶点曲率半径确定为初始参考曲面的半径；
4、根据初始参考曲面的半径迭代范围，确定所述初始参考曲面的半径的第一迭代步长，在每个所述第一迭代步长内，根据初始剪切率的迭代范围以及所述初始剪切率的第二迭代步长，依次确认第二迭代步长下，初始剪切率所对应的横向剪切干涉图条纹密度，当多个所述横向剪切干涉图条纹密度中存在一个最大横向剪切干涉图条纹密度小于实际干涉条纹的最大解析阈值时，得到粗优化剪切率以及与所述半径迭代范围相匹配的粗优化剪切率第一范围；根据所述粗优化剪切率第一范围包括的最大粗优化剪切率，得到最佳参考曲面的半径；
5、根据所述粗优化剪切率第一范围以及粗优化剪切率的第三迭代步长，在每个第三迭代步长下，根据所述粗优化剪切率第一范围和最佳参考曲面的半径依次确定横向剪切干涉图平均条纹密度，当确定所述横向剪切干涉图平均条纹密度小于判断条件时，根据所述横向剪切干涉图平均条纹密度得到细优化剪切率以及与所述粗优化剪切率第一范围相匹配的细优化剪切率第一范围。
6、优选地，所述当存在一个最大横向剪切干涉图条纹密度小于实际干涉条纹的最大解析阈值时，通过下列公式得到粗优化剪切率：
7、
8、其中，max[density]表示多个所述横向剪切干涉图条纹密度中最大横向剪切干涉图条纹密度，densitymax表示实际干涉条纹的最大可解析阈值，ratio1表示粗优化剪切率，daspheric表示待测非球面的口径，q表示探测器靶面像素尺寸，ydi表示待测非球面上一点d的纵坐标，表示初始剪切率的迭代范围，λ表示波长。
9、优选地，通过下列公式得到粗优化剪切率以及与所述半径迭代范围相匹配的粗优化剪切率第一范围：
10、
11、其中，ratiomax表示与所述半径迭代范围相匹配的粗优化剪切率第一范围，表示初始参考曲面的半径的迭代范围，max(ratiomax)表示粗优化剪切率第一范围内包括的最大粗优化剪切率，r1表示最佳参考曲面的半径。
12、优选地，所述判断条件为横向剪切干涉图平均条纹密度小于50pixel/条；
13、所述当确定所述横向剪切干涉图平均条纹密度小于判断条件时，通过下列公式得到细优化剪切率以及与所述粗优化剪切率第一范围相匹配的细优化剪切率第一范围：
14、
15、其中，densityaverage表示横向剪切干涉图平均条纹密度，m表示横向剪切干涉图亮条纹数目，ratio2表示细优化剪切率，ratio1表示粗优化剪切率，表示粗优化剪切率第一范围的取值范围。
16、优选地，所述依次确认第二迭代步长下，初始剪切率所对应的横向剪切干涉图条纹密度，具体包括：
17、根据所述待测非球面的口径和初始剪切率通过下列公式确定剪切量：
18、s＝ratio0*daspheric
19、根据所述待测非球面、初始参考曲面、所述待测非球面的顶点曲率半径r0和所述剪切量通过下列公式确定横向剪切干涉亮条纹的中心点位置：
20、
21、根据两个相邻的所述横向剪切干涉亮条纹的中心点位置通过下列公式确定与所述初始参考曲面相匹配的横向剪切干涉图条纹密度：
22、
23、其中，s表示剪切量，ratio0表示初始剪切率，daspheric表示待测非球面的口径，ti表示横向剪切干涉亮条纹的中心点位置，r0表示初始参考曲面的半径，xdi表示待测非球面的上一点d的横坐标，xci表示初始参考曲面上一点c的横坐标，ydi表示待测非球面上一点d的纵坐标，yci示初始参考曲面上一点c的纵坐标，r0表示待测非球面的顶点曲率半径，k表示二次曲面圆锥系数，λ表示波长，density表示横向剪切干涉图条纹密度。
24、优选地，所述将所述待测非球面的顶点曲率半径确定为初始参考曲面的半径之后，还包括：
25、将待测非球面置于直角坐标系中，确定初始参考曲面和待测非球面之间的波程差，所述波程差如下所示：
26、
27、其中，xdi表示待测非球面的上一点d的横坐标，xci表示初始参考曲面上一点c的横坐标，ydi示待测非球面上一点d的纵坐标，yci示初始参考曲面上一点c的纵坐标，r0表示初始参考曲面的半径，表示点c和点d之间的切线距离。
28、本专利技术实施例提供一种横向剪切干涉剪切率选取装置，包括：
29、确定单元，用于根据待测非球面的口径、待测非球面的顶点曲率半径、二次曲面圆锥系数和非球面波阵面函数将所述待测非球面的顶点曲率半径确本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种横向剪切干涉剪切率选取方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述当存在一个最大横向剪切干涉图条纹密度小于实际干涉条纹的最大解析阈值时，通过下列公式得到粗优化剪切率：
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过下列公式得到粗优化剪切率以及与所述半径迭代范围相匹配的粗优化剪切率第一范围：
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述判断条件为横向剪切干涉图平均条纹密度小于50pixel/条；
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述依次确认第二迭代步长下，初始剪切率所对应的横向剪切干涉图条纹密度，具体包括：
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述待测非球面的顶点曲率半径确定为初始参考曲面的半径之后，还包括：
7.一种横向剪切干涉剪切率选取装置，其特征在于，包括：
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第一得到单元具体用于：通过下列公式得到粗优化剪切率：
9.一种计算机设备，其特征在于，所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行如权利要求1-7任意一项所述横向剪切干涉剪切率选取方法。
...【技术特征摘要】
1.一种横向剪切干涉剪切率选取方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述当存在一个最大横向剪切干涉图条纹密度小于实际干涉条纹的最大解析阈值时，通过下列公式得到粗优化剪切率：
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过下列公式得到粗优化剪切率以及与所述半径迭代范围相匹配的粗优化剪切率第一范围：
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述判断条件为横向剪切干涉图平均条纹密度小于50pixel/条；
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述依次确认第二迭代步长下，初始剪切率所对应的横向剪切干涉图条纹密度，具体包括：
6.如权利要求1所述的方法，其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：田爱玲，王思淇，刘丙才，朱学亮，刘波，王红军，
申请(专利权)人：西安工业大学，
类型：发明
国别省市：
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