NURBS曲面延展光学元件面形误差优化技术

"采用非均匀有理B样条曲面延展光学元件面形误差" 在光学制造领域，尤其是在离子束抛光工艺中，确保工件边缘处的高精度是至关重要的。传统的驻留时间求解算法在处理边缘数据时可能会出现精度下降的问题。为了解决这一问题，本文提出了一种采用非均匀有理B样条（NURBS）曲面进行面形误差延展的方法，旨在提高边缘区域的数据处理精度。 非均匀有理B样条是一种强大的数学工具，广泛用于机械制造中的复杂形状建模，因为它能够灵活地表示和控制自由曲面。在光学元件的面形误差处理中，NURBS曲面被用来平滑地拼接原始面形误差数据和虚拟延展面，同时在延展区域保持预设的不确定性。这样做的好处是可以确保延展过程的精确性和控制性。 通过结合泽尼克多项式拟合，作者对一个圆形光学元件的面形误差数据进行了NURBS曲面的延展。在分析延展前后等效功率谱密度曲线后发现，当面形误差频率高于0.05 mm^-1时，延展后面形误差的改善程度超过70%。这意味着面形的精确度得到了显著提升。 将这种延展方法应用于特定的驻留时间求解算法，结果显示预测加工精度的均方根值从1.18纳米降低到了0.19纳米，这是一个巨大的改进。这一成果证实了使用NURBS曲面延展光学元件面形误差不仅能够获得平滑无缝的虚拟延展曲面，还能极大地提高离子束抛光工艺中驻留时间算法的计算精度。 关键词：光学制造、面形误差延展、非均匀有理B样条、离子束抛光 总结来说，本研究提供了一种创新的技术，利用非均匀有理B样条曲面来优化光学元件的面形误差，特别是在离子束抛光工艺中的应用，显著提高了边缘区域的精度和整体的加工质量。这种方法对于推动光学制造技术的发展，尤其是在精密光学系统的设计和制造中，具有重要的理论和实践意义。