【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于遥感领域光学镜头大口径光学元件的加工测试，尤其涉及一种用光学轮廓扫描仪测量离轴凸非球面的误差标定方法。
技术介绍
1、大口径光学系统具有角分辨率高、能量收集能力强的特点，被广泛用于天文观测和空间对地观测，而大口径反射镜作为光学系统的关键元件，是各国投入大量资金和人力物力研发的关键技术之一。大口径凸非球面经常用于光学系统的次镜，其面形检测尤其是离轴凸非球面镜面形的测量一直是光学检测中的难点。经典测试方法是应用hindle球进行无像差点法测量。但是hindle球的尺寸往往是待测镜面的数倍，高精度的大口径hindle球大幅增加了制造成本。利用补偿透镜或者cgh对凸非球面进行零位补偿干涉测量，也是检测凸非球面的常规方法，但是需要测量补偿透镜和cgh的口径大于被检非球面元件。大尺寸的补偿透镜和cgh的制备目前存在诸多的困难，且成本也非常高。近年用高精度光学轮廓扫描仪测量凸非球面越来越普遍，但该设备测量离轴凸非球面的精度较低，不能满足光学元件的面形指标要求。
技术实现思路
1、本专利技术解决的技术问题是：克服现有测量技术的不足，提供了一种用光学轮廓扫描仪测量离轴凸非球面的误差标定方法，实现离轴凸非球面高精度、高效率、低成本的测量。
2、本专利技术解决技术的方案是：一种用光学轮廓扫描仪测量离轴凸非球面的误差标定方法，包括：
3、(1)选取一个精度满足要求的圆形离轴凸非球面1作为测量标准件，用干涉仪配合hindle球测量圆形离轴凸非球面1，保存面形测量结果1；
4、(2)用光学轮廓扫描仪测量圆形离轴凸非球面1，保存面形测量结果2；
5、(3)将测量结果1和测量结果2进行分析处理得到轮廓扫描仪相对于干涉仪的面形测量误差△；
6、(4)计算标准件离轴凸非球面1和被测件离轴凸非球面2的光学表面特定环带上法线角度的变化趋势、差值，以及轮廓仪测试时传感器角度与法线角度的差值；
7、(5)上一步计算的法线角度差值、传感器角度与法线角度的差值作为误差校准参数，根据误差校准数据，以及步骤(4)的误差校准参数，调整步骤(3)计算的面形基准测量误差△，即得到误差标定结果△′；
8、(6)用光学轮廓仪测量被测件离轴凸非球面2的面形，测量结果消除误差标定结果△′，即可得到凸非球面2的准确面形。
9、优选的，所述的圆形离轴凸非球面1用干涉仪配合hindle球进行面形检测得到的面形误差应优于被测件离轴凸非球面2的面形指标要求。
10、优选的，在步骤(2)中，圆形离轴凸非球面1作为边缘等厚的平背式光学元件放在光学轮廓仪中心进行测量。
11、优选的，圆形离轴凸非球面1放在光学轮廓仪的对心误差控制在0.05mm以内，倾斜误差控制在20"内。
12、优选的，步骤(4)中在特定环带上选取均布的36k个点，k取值1、2、或3。
13、优选的，所述的特定环带选择50％直径环带到70％直径环带。
14、优选的，通过下述方式得到误差标定结果△′：
15、判断误差校准参数是否都在1°内，若均在1°内，则根据口径确定误差标定结果；否则，处理终止，可以选用其他现有处理方法来进行误差标定；所述根据口径确定误差标定结果为：判断标准件离轴凸非球面1和被测件离轴凸非球面2的口径，若为同等口径，则△′＝△，否则，根据口径进行误差标定结果的等比例缩放。
16、本专利技术与现有技术相比的有益效果是：针对目前离轴凸非球面光学元件的检测困难，研究一种用光学轮廓扫描仪测量离轴凸非球面的误差标定方法，能有效提升离轴凸非球面的检测精度和效率，实现大口径光学元件的制备精度和产能的全面提升。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种用光学轮廓扫描仪测量离轴凸非球面的误差标定方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的误差标定方法，其特征在于：所述的圆形离轴凸非球面1用干涉仪配合Hindle球进行面形检测得到的面形误差应优于被测件离轴凸非球面2的面形指标要求。
3.根据权利要求1所述的误差标定方法，其特征在于：在步骤(2)中，圆形离轴凸非球面1作为边缘等厚的平背式光学元件放在光学轮廓仪中心进行测量。
4.根据权利要求3所述的误差标定方法，其特征在于：圆形离轴凸非球面1放在光学轮廓仪的对心误差控制在0.05mm以内，倾斜误差控制在20"内。
5.根据权利要求1所述的误差标定方法，其特征在于：步骤(4)中在特定环带上选取均布的36k个点，k取值1、2、或3。
6.根据权利要求1或5所述的误差标定方法，其特征在于：所述的特定环带选择50％直径环带到70％直径环带。
7.根据权利要求1所述的误差标定方法，其特征在于：通过下述方式得到误差标定结果△′：
【技术特征摘要】
1.一种用光学轮廓扫描仪测量离轴凸非球面的误差标定方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的误差标定方法，其特征在于：所述的圆形离轴凸非球面1用干涉仪配合hindle球进行面形检测得到的面形误差应优于被测件离轴凸非球面2的面形指标要求。
3.根据权利要求1所述的误差标定方法，其特征在于：在步骤(2)中，圆形离轴凸非球面1作为边缘等厚的平背式光学元件放在光学轮廓仪中心进行测量。
4.根据权利要求3所述的误差标定...
【专利技术属性】
技术研发人员：栗孟娟，吕天斌，李依伦，李昂，乔国宝，于长锁，梁慧龙，张兆健，王超，王经华，赵子跃，
申请(专利权)人：北京空间机电研究所，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。