数字平面法测量轻度非球面：高效精确的镜面检测技术

本文主要探讨了一种名为"数字平面法"的新型技术，用于直接测量轻度非球面表面而无需额外的校零光学元件。在光学系统中，非球面镜片由于其能够校正像差、提升图像质量和减小系统尺寸与重量，对于高性能光学设备至关重要，特别是在深空探索、高分辨率地球观测和天文观测等领域。然而，与平面和球面相比，非球面镜的制造和测试更具挑战性，这是其广泛应用的主要技术瓶颈之一。 传统上，光学表面检测常用干涉测量法，该方法凭借高分辨率、高灵敏度和可重复性，成为测试光学表面和波前的标准工具。然而，针对非球面镜的精确测量方法一直是个难题。数字平面法正是为了解决这一问题。当被测非球面表面的畸变轻微时，可以利用一个球面镜作为参考表面。通过数字干涉仪快速获取相位分布数据，然后通过从实验得到的相位数据中减去理论上的球面波前误差（即数字平面值），并利用最小二乘法消除平移误差，从而得到表面误差。 这种方法的优势在于简化了测试流程，避免了复杂的校准步骤，适用于对轻度非球面的快速和准确测量。这对于那些对精度要求较高的应用来说，如高端光学仪器和精密光学系统，具有重要意义。不过，对于更复杂的非球面或高度曲率变化的镜片，可能还需要结合其他高级测量技术来确保全面的表面特性分析。 本文的研究成果为非球面镜的轻度表面测量提供了一种实用且高效的解决方案，有望推动光学技术的发展，并促进其在更多领域的广泛应用。