51, 011202(2014)
激光与光电子学进展
Laser & Optoelectronics Progress
©2014《中国激光》杂志社
011202-1
基于迭代梯度算法的子孔径拼接检测技术研究
郑立功
1
闫力松
1, 2
王孝坤
1
薛栋林
1
胡海翔
1, 2
张学军
1
1
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 光学系统先进制造技术重点实验室, 吉林 长春 130033
2
中国科学院大学, 北京 100049
摘要 为了解决粗大调 整误差下大口径光学平面 镜 的子孔径拼接检测问题,基于迭代梯度算 法,建立了一套合理 的
拼接算法和数学模型,同时编制了拼接程序。结合工程实例,利用
F
600mm 干涉仪实现了对
F
800mm 平面镜的拼接
测量。检测中,基于靶标对各子孔径实现对准,拼接所得面形光滑连续无狭缝。实验结果表明,利用迭代梯度算法可
以高精度地完成粗大调整误差下大口径平面镜的拼接检测。
关键词 测量;光学检测;干涉测量;子孔径拼接
中图分类号 O439; O436.1 文献标识码 A doi: 10.3788/LOP51.011202
Research on Sub-Aperture Stitching Testing Technology Based on
Iterative Gradient Algorithm
Zheng Ligong
1
Yan Lisong
1, 2
Wang Xiaokun
1
Xue Donglin
1
Hu Haixiang
1,2
Zhang Xuejun
1
1
Key Laboratory of Optical System Advanced Manufacturing Technology, Changchun Institute of Optics,
Fine Mechanics and Physics, Chinese Academy of Sciences, Chang ch un, Jilin 130033, China
2
University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
Abstract To accomplish the sub- aperture stitching testing for large aperture flat mirror under considerable
adjustment error, we establish a reasonable stitching algorithm and mathematical model based on iterative
gradient algorithm. At the same time, relative program is written for stitching. Combined with engineering
examples, we measure a
F
800mm flat mirror with a
F
600mm interferometer in stitching method. In the
measurement, we accomplish the alignment between sub- apertures with targets and the stitching result is
smooth. Experimental results show that stitching measurements of large aperture flat mirror could be well down
with the this algorithm under considerable adjustment errors.
Key words measurement; optical testing; interferometry; sub-aperture stitching
OCIS codes 120.3180; 120.6650; 220.4610; 220.4840
1 引 言
随着科学技术的发展,大口径光学系统在空间光学、军事、高科技、民用等领域发挥着越来越重要的作用。
传统 光学 检测 中,为了以高精度实 现对 大口 径光 学平 面镜 的检 测,通常需要与检测 元件 口径 相当 的大 口径
干涉仪或者搭建 Ritchey-Common 形 式的检验光路
[1]
。而在这些检测方式中,需要配备与被检镜口径相当
的高精度标准镜,分别包括标准平面镜与标准球面镜。然而这些标准镜的加工过程随其口径的增大变得十
分复杂,加工难度大,加工周期长。
子孔径拼接检测技术作为一种低成本、高精度的大口径光学检测方式最早在 1982 年由 Arizona 光学中
心的 Kim
[2]
提出,而后众多研究人员对其进行了较为深入的研究,在国外,以亚利桑那大学与 QED 公司的研
收稿日期: 2013-08-09; 收到修改稿日期: 2013-09-10; 网络出版日期: 2013-12-26
基金项目:国家自然科学基金(61036015)、国家 863 计划(O8663NJ090)
作者简介:郑立功(1969-),男,博士,研究员,主要从事先进光学制造技术方面的研究。E-mail: ligongz@yahoo.com