口径300毫米大平面镜的制造

口径大于200毫米的良好平面镜,尽管它会在光学测量的许多方面做出重要贡献,给中等口径的平面镜的制造工作带来很大方便,但由于材料质量、设备条件、工艺水平和检验手段等方面的局限,使其制造工作变得复杂麻烦。本文就图1所示的大平面镜,谈谈它的加工和检验。在加工方面将着重介绍抛光盘的制     

平面镜成像观察范围的确定

利用平面镜观察镜前的景物(即景物的虚像),其观察范围既与平面镜的口径有关,又与观察点在镜前的位置有关.下面以实例来说明如何确定平面镜成像的观察范围.     

大口径平面镜的计算机辅助瑞奇-康芒检验

 在瑞奇-康芒检测中,被检平面本身所固有的像散和大曲率在被检系统波像差数据中都表现为像散。由于被检平面处于发散光路中,这就使得平面面形与系统波像差之间的关系(即影响函数)变得十分复杂,推导起来十分困难,只能进行定性或半定量检测。文中介绍了如何通过计算机光线追迹模拟瑞奇-康芒检验,在两个瑞奇角下得到两组影响函数,以此建立过定方程组,由干涉仪检测得到的两个不同瑞奇角下的系统波像差,通过最小二乘法解过定方程组,拟合得到被检平面镜的面形误差;实现了大口径平面镜的定量检测,并以平面镜直接检验的面形误差作为对比,检验结果的一致验证了该方法的准确性与可行性。     

光学测试

光学元件测试与设备TH7062006021574高精度大口径平面镜面形角差法测试探究=High preci-sion large flat mirror measurement by angle difference tes-ting[会,中]/马冬梅(中科院长春光机所检测中心.吉林,长春(130033)),孙军月…∥中国仪器仪表学会2005年第五届精密工程学术研讨会.—中国,深圳,2005,11.—121-126研究了一种集高精度自准直仪与五棱镜于一体,采用角差法(角度变化量测试),实现大口径平面镜垂直状态下面形测试的方法。阐述了测试装置的设计思想,对影响面形轮廓测试精度的因素进行了讨论。大口径平面镜面形的变化可通过其各点…     

采用五棱镜扫描法检测大口径平面镜的面形

为了提高大口径平面镜面形检测的精度和效率,提出了一种新的五棱镜扫描法。该方法采用径向扫描的方式,使用一个扫描的五棱镜和一台自准直仪来测量表面倾斜角的差值,然后将被测平面镜的面形表示为Zernike多项式的线性组合,再利用表面倾斜角的差值建立方程组,最后采用最小二乘法计算得到被测平面镜的面形。在检测过程中,该方法还可以对五棱镜在扫描过程中的倾斜变化量进行自动监视和调整,减小了检测误差。误差分析表明,该方法的面形检测精度为7. 6 nm rms(均方根误差)。采用该方法对一块1. 5 m口径的平面镜进行了面形检测,并与Ritchey-Common法的检测结果进行了对比,两种方法面形结果的差异为7. 1 nm rms,小于五棱镜扫描法的面形检测精度。证明了利用该五棱镜扫描法检测大口径平面镜面形的正确性。     

奥普光电在大口径平面镜光学加工取得突破

正近日,中科院长春光学精密机械与物理研究所投资的奥普光电公司加工完成了直径为700mm的BZPMJ700标准平面镜。这标志着奥普公司在大口径平面镜光学加工技术上取得重大突破。该BZPMJ700标准平面镜由平面反射镜和精密二维支撑架两部分组成。面形精度为:PV=0.187λ、RMS=0.018λ、P     

纳米级面形精度光学平面镜加工

为实现纳米级面形精度光学平面镜的高效精密抛光,提出了一种由传统环带抛光技术和先进离子束抛光技术相结合的组合式加工方法。介绍了环带抛光技术和离子束抛光技术的原理,通过实验研究了离子束抛光的材料去除函数,并采用这种组合抛光方法对口径为150 mm的平面镜进行抛光,抛光后平面镜的面形误差和表面粗糙度分别达到1.217 nm RMS和0.506 nm RMS。实验结果表明,这种组合抛光技术适合纳米级面形精度光学平面镜的加工。     

大口径金属镜的加工

<正> 随着现代光学事业的不断发展,大口径金属镜也进入了光学领域。小太阳模拟器光学系统就是典型的大口径金属光学元件的集合,其中主要包括φ610mm 的球面镜、φ490mm 的椭球镜和φ320mm 的铜质平面镜。下面简介大口径金属镜加工的点滴经验。     

检测大口径光学平面镜时干涉条纹的子孔径拼接方法

提出了用Ritchey_Common法检测大口径光学平面镜时干涉条纹的子孔径拼接方法。通过确立基准点将多幅子孔径检测数据统一到全口径归一化坐标系下进行拼接,解决了在检验光路中因Ritchey角所引起的投影变形问题和如何消去因被检平面的大曲率所造成的像散。通过Zernike多项式拟合重建连续波面,可恢复全口径波面图像。     

高精度大口径平面镜瑞奇-康芒定量检测方法研究

瑞奇 康芒法是检测大口径平面时的行之有效的方法。由于被检平面处于发散光路中,这就使得平面面形与系统波像差之间的关系(即影响函数)变得十分复杂,推导起来十分困难,故长期以来该方法只能作为一种定性或半定量的检测手段。给出了数学算法,推导出了被检平面镜面形误差与检验系统波像差之间的相互关系,实现了瑞奇 康芒的定量检测。     

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。     

大口径高精度空间光学窗镜制造技术

大口径高精度空间光学窗镜的技术特点有二。其一是要有很高的波面畸变精度。受窗谱材料光学均匀性的限制，常规的平面镜制造技术已不再适用。应用以非平面的镜面修磨工艺与全口径数字干涉检验为技术基础的等光程工艺方法，已研制出波面畸变小于λ／５０（ＲＭＳ）的大口径空间窗镜。其二是要有特殊的光学表面质量要求。空间窗镜的工作寿命在很大程度上取决于窗镜表面的微裂纹。采用了特殊工艺对表面微裂纹进行处理。模拟试验的结果表明这些方法是有效的。     

高精度大口径平面镜瑞奇-康芒定量检测的精度影响因素分析

针对前人的数学模型,对瑞奇角、旋转角和系统波像差这几个主要精度影响因素进行了仿真分析。结果表明:当瑞奇角的测量误差控制在0.5°以内时,对测量结果影响很小;由于平面镜的面形误差是连续和旋转对称的,所以旋转角测量误差对测量结果影响很小;当系统波像差系数的测量误差|ΔWn,m|≥0.05λ时会影响拟合精度。此仿真结果为提高大口径平面镜检测精度提供了理论依据。     

大口径平面镜快速瑞奇-康芒测量法研究北大核心CSCD

瑞奇-康芒法是用小口径干涉仪检测大口径平面镜的主要方法之一。通过分析瑞奇-康芒法中球面参考镜半径、平面镜位置和瑞奇角误差对测量精度的影响,给出了3个参数的选择方法。针对瑞奇-康芒法测量时误差分离导致的测量效率低的问题,提出适用于加工过程的快速瑞奇-康芒测量法,仿真模拟该方法下被测平面镜位置、角度等定位误差对测量结果的影响,并设计实验对比验证。该方法与直测法测量间的最大偏差峰-谷值(PV)为0.0151μm,均方根(RMS)为0.0036μm,能够有效满足加工过程中面形快速测量需求。     

高精度光学平板在三点支撑下自重变形的研究

影响高精度光学元件重要的因素之一是支撑结构。主要研究了在三点支撑下,自重变形量与口径和厚度的关系。采用数值分析、有限元法(FEM)模型与实验验证相结合的方法完成对三点支撑下自重变形量的研究。采用薄板理论推导了在三点支撑下,重力变形与口径、厚度的关系;采用有限元法分析了一系列不同厚度、不同口径的平面镜自重变形大小;利用实验验证了模型的正确性。在薄板理论模型基础上,完善了自重变形与不同材料、口径、厚度、形状的变形函数,为快速计算出三点支撑下的自重变形提供理论依据。     

X光分幅相机-平面镜配接方法研究

利用X光谱仪用平面镜备件以及实验室常用五维调节架,设计了X光平面镜与X光分幅相机配接的探索方案,并对系统调节中各元件调节误差带来的影响进行了一定的分析,详细描述了系统的瞄准调节方法和过程.利用激光打靶实验,对X光平面镜与X光分幅相机的配接方法进行了检验.实验过程和结果表明,该方法系统结构和实施都较为简单,可以比较容易地在分幅相机微带上获得经平面镜反射的靶目标针孔像,实现～50 ps的时间分辨、10～20 μm的空间分辨及几十倍的能量分辨.     

阴影检验(续)

三、阴影检验的应用由于阴影检验具有一系列比较突出的优点,如设备简单、比较直观、灵敏度高、被检光学零件的口径不受限制,而且又属于非接触检验等等,所以广泛地应用于光学零件的制造中。下面我们将着重介绍它在光学零件加工检验中的一些应用1.在大口径球面反射镜加工中的应用由于大口径球面样板制造困难,尤其在生产数量较少的情况下,更没有必要制造那么大口径的样板。因此在大口径球面反射镜的制造中,几乎都采用刀口阴影法来检验。检验时将刀口仪放在反射镜的球心,如图1所示,构成自准直光路。刀口仪的位置要尽可能放准确,刀口仪的星点用目视法使其大致位于反射镜的光轴上。由于星点光斑的均匀性对阴影图形有影响,所以在检验前必须将刀口仪星点孔出射的光斑     

互成角度的两平面镜间物体成像规律解析

1平面镜的成像规律 物体在平面镜中成像的必要条件是：物体在平面镜的前面;要使物体在第一个平面镜中的像在第二个平面镜中继续成像,第一个物体的像必须在第二个平面镜的前面……;     

基于权重的子孔径拼接优化算法研究

为了提高大口径光学元件面形拼接检测准确度,减少传统子孔径拼接算法带来的误差传递和积累,并在原有全局优化拼接算法的基础上引入权重系数,使全口径内各相邻子孔径之间的重叠区域达到最优匹配,使拼接误差最小化.利用该优化算法对平面进行了多孔径拼接仿真模拟,在此基础上对150mm口径的平面镜进行了实验,并提出基于图像边缘轮廓特征提取的子孔径定位新方法,分析了影响拼接误差的因素.仿真和实验结果均证明了基于权重的全局优化拼接算法的有效性和可行性.     

二元光学在凸非球面零件检测中的应用

大口径凸非球面的传统检测方法是使用背部检验。在分析各种传统检测方法的基础上,研究了一种新的检测方法,即用二元光学元件检测大口径凸非球面。给出了两种方法的设计实例,所研究的凸曲面为一椭球面,口径为400mm,实现了二元光学在凸曲面检验中的应用。