大口径光学元件磁流变加工驻留时间求解算法

为了解决大口径光学元件磁流变高精度加工问题,基于矩阵运算模型,提出了SBB(Subspace Barzilai and Borwein)最小非负二乘与自适应Tikhonov正则化相结合的驻留时间快速求解方法。同时,在一次收敛中采用双去除函数优化螺旋线轨迹下光学元件的加工,保证中心区域与全口径面形精度一致。仿真表明该算法与常用Lawson-Hanson最小非负二乘法相比,计算精度一致且求解效率大幅提高。对Φ600mm以彗差为主的光学表面模拟加工,峰谷(PV)值和均方根(RMS)值从初始的2.712λ与0.461λ中心区域全局一致收敛到0.306λ和0.0199λ(λ=632.8nm)。因此,提出的算法能够在有效保证面形收敛精度的同时快速获得稳定可靠的驻留时间分布,为磁流变抛光应用于大口径光学元件提供有力支持。     

子孔径拼接检测大口径非球面技术的研究

为了无需其他辅助光学元件就能够实现对大口径非球面的测量,提出了子孔径拼接干涉检测方法。并基于齐次坐标变换、最小二乘法以及Zernike多项式拟合建立了综合优化和误差均化的拼接数学模型;开发了子孔径拼接检测非球面算法软件,进行了计算机模拟和仿真实验;设计和搭建了子孔径拼接干涉检测装置,并利用子孔径拼接实现了对口径为350mm的双曲面的检测;为了分析和对比,对待测非球面进行零位补偿检测实验,子孔径拼接所得的面形分布和零位补偿检测所得的全口径面形分布都是一致的,其面形误差PV值和RMS值的偏差分别为0.032λ和0.004λ(λ=632.8nm)。从而提供了除零位补偿检测外另一种定量测试非球面尤其是大口径非球面的手段。     

Manufacturing and testing of a cubic SiC surface

The free surface and unrotational-symmetric surface optical elements have been applied more and more widely along with the development of optical design technology, although they are still difficult for manufacturing. In this letter, a SiC unrotational-symmetric aspheric surface whose surface equation is z =- 3λ（x^a ＋ y^3） （λ= 0.6328μm） has been introduced. The tilt abstraction is adopted to minimize the material removal. The surface figures are peak-to-valley （PV） value of 0.327A and root-mean-square （RMS） value of 0.023A. A non-null testing method based on digital mask is proposed to test this surface. The accuracy of the method is testified by the experiment of standard sphere testing.     

创新之魂——追念浙江大学物理系王绍民教授

我国知名物理学家，浙江省物理学会理事长，浙江大学物理学系教授、博士生导师王绍民教授，因突发心脑疾病，不幸于2006年7月28日凌晨在四川与世长辞，享年68岁．王绍民教授毕生为党和国家的教育、科研事业奋斗，不但理论基础扎实，而且实验技术精湛，在四十余载的教学和科研工作中，取得了令人瞩目的成就，为国内外光学界知名专家学者．如今，我们怀着深深的缅怀之情，追忆王绍民教授一生的学术生涯，寄托对他的敬仰．     

轻质碳化硅反射镜抛光过程镜面变形影响的研究

轻量化的碳化硅反射镜有自己独特的结构特点,加工中的变形与传统实体反射镜不同,对加工后的面形结果有独特的影响。对一直径为318mm的轻量化碳化硅反射镜进行了传统的研磨抛光,由于镜面变形对抛光结果带来了很大的影响,其面形误差的RMS值在0.048λ(λ=0.6328μma)左右就不再收敛。对抛光状态的镜体进行了有限元分析,探讨了减轻镜面变形对抛光结果影响的方法。采用计算机控制小磨头对该反射镜进行了确定性抛光,有效地降低了镜面形变的影响,使面形满足了精度的要求。     

Measurement of large aspheric surfaces by annular subaperture stitching interferometry

A new method for testing aspheric surfaces by annular subaperture stitching interferometry is introduced. It can test large-aperture and large-relative-aperture aspheric surfaces at high resolution,low cost,and high efficiency without auxiliary null optics.The basic principle of the method is described,the synthetical optimization stitching model and effective algorithm are established based on simultaneous least-square fitting.A hyperboloid with an aperture of 350 mm is tested by this method.The obtained peak-to-valley (PV) and root-mean-square (RMS) values of the surface error after stitching are 0.433λand 0.052λ(λis 632.8 nm),respectively.The reconstructed surface map is coincide with the entire surface map from null test,and the difference of PV and RMS errors between them are 0.031λand 0.005λ,respectively. This stitching model provides another quantitive method for testing large aspheric surfaces besides null compensation.     

椭圆形平面镜的高精度面形重构技术

为了实现大口径椭圆形光学平面镜的高精度面形测量,提升大口径望远镜系统的像质,本文对椭圆形平面反射镜面形的绝对检测算法进行了研究。首先,对椭圆形镜面进行了多项式正交化拟合研究。接着,对绝对检测算法进行了理论研究,利用正交化绝对检测算法可以有效分离参考镜与待测镜的面形误差,从而实现待测椭圆形平面镜面的高精度面形重构。为了证明上述方法的实际检测精度,本文对250 mm×300 mm的椭圆形镜面进行了绝对检测模拟与检测实验。对参考镜面形精度不高的情况进行了仿真计算,实验中利用光阑在Zygo300 mm口径标准平面镜头中选取250 mm×300 mm椭圆形检测区域,采用150 mm口径Zygo干涉仪对上述椭圆形区域完成绝对检测,并基于上述正交化绝对检测算法对椭圆形平面镜实现了面形重构。实验结果表明,利用本文所述方法可以实现参考镜与椭圆形待测镜面的面形误差分离,绝对检测结果的残差图RMS(Root-mean square)值为0.29 nm,证明了本文所述方法的可行性。利用上述方法可以实现椭圆形平面反射镜的高精度面形重构。