非球面部分补偿检测系统误差分析与处理方法研究

"这篇论文是2012年4月发表在浙江大学学报(工学版)上的，作者包括骆永沽、杨南英、田超、韦涛和卓永模，属于工程技术领域，主要讨论了非球面部分补偿检测系统的误差分析与处理方法。在光学设计软件ZEMAX中，研究团队对部分补偿检测系统进行了系统建模和优化，重点分析了器件姿态误差和装调精度对非球面重构面形的影响。他们提出了一个结合系统建模的光线追踪和误差存储的系统误差处理策略，将误差分为检测光路误差和干涉仪系统误差两部分。通过计算机仿真和实验验证，该方法能有效去除系统误差，利用逆向迭代优化重构(ROR)技术提高非球面面形重构的精度，最终达到的均方根(CRMS)精度约为0.02λ(λ为波长)。关键词包括非球面检测、部分补偿法、误差分析和误差存储。" 在非球面光学元件的制造和检测中，确保高精度至关重要。传统的非球面检测方法往往面临通用性不强和精度受限的问题。论文提出的“非球面部分补偿法”旨在解决这些问题，通过部分补偿，可以适应不同形状和大小的非球面检测，提高了检测系统的灵活性和准确性。 论文首先介绍了在ZEMAX光学设计软件中构建的部分补偿检测系统的模型和优化过程。ZEMAX是一款广泛使用的光学设计工具，能够模拟和优化光学系统，包括非球面设计。在此基础上，研究人员深入探讨了器件安装姿态的微小变化以及装配精度对非球面面形重构的影响。这些因素在实际操作中难以避免，因此理解和量化它们对检测结果的效应是非常必要的。 接下来，论文的核心是系统误差的分析和处理。研究人员提出了一种新的方法，将系统误差分为两个主要部分：一是由系统建模引起的检测光路误差，这部分误差源于模型的简化或理想化；二是由误差存储得到的不含检测光路的干涉仪系统的误差，这通常涉及到干涉仪自身的精度和稳定性。通过结合光线追踪和误差存储，他们能够识别和校正这些误差源，从而提高重构非球面面形的精度。 通过计算机仿真实验和实物测试，论文证明了所提方法的有效性。在应用该误差处理方法后，使用逆向迭代优化重构(ROR)技术可以显著改善非球面面形的重构质量。ROR是一种迭代算法，通过不断调整非球面参数以最小化实际测量与理论预期之间的差异，从而达到最佳匹配。经过处理，重构面形的均方根误差接近0.02λ，这意味着非球面的形状精度达到了极高的水平。 关键词“非球面检测”表明了论文关注的重点是针对非球面光学元件的检测技术，“部分补偿法”强调了这种创新的检测策略，“误差分析”揭示了研究的核心内容是对误差来源和影响的深入理解，“误差存储”则表明了论文考虑到了误差积累和管理的方面。 这篇论文为非球面检测提供了一个新的、高效的方法，通过精确的误差分析和处理，提升了检测系统的性能，对光学工程和精密制造领域具有重要的参考价值。