子孔径拼接干涉测量光学平面技术研究

"李洪宇，田义，子孔拼接干涉仪测量光学平面方法的研究" 本文主要探讨了利用子孔拼接干涉仪方法来测量光学平面的技术，由李洪宇和田义在哈尔滨工业大学航天学院空间光学工程研究中心完成。文章建立了一个简化的拼接模型，并讨论了如何消除子孔拼接模型中的倾斜和活塞效应。作者充分利用了Matlab软件的矩阵运算能力和Zygo干涉仪的MatroPro Software处理技术，进行了五次子孔拼接实验。实验结果与全口径镜面形状测量进行了对比，验证了模型的有效性。 关键词：子孔拼接方法；Zygo干涉仪；表面形状测量；Matlab软件。 1. 引言 随着天文学、地面探测、空间光学等领域的进步，以及詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）等项目的研发，对大口径光学系统数量和质量的需求日益增长[1]。传统的光学测量方法在面对大尺寸光学表面时面临着挑战，因此，子孔拼接干涉仪方法成为解决这一问题的重要手段。 2. 子孔拼接方法 子孔拼接干涉仪方法是将大光学表面分割成多个小的子区域，分别进行干涉测量，然后通过算法将这些子区域的结果拼接起来，以获得整个光学表面的精确形状信息。这种方法的关键在于如何有效地去除子孔间的相对倾斜和位移（活塞效应），确保拼接后的数据准确无误。 3. 模型建立与优化 文章中提到，建立了一个简化的拼接模型，用于处理和校正子孔测量数据。该模型可能包括了数学拟合、几何校正等多个步骤，目的是减小或消除子孔间的影响，从而得到整体光学平面的连续且无失真的图像。 4. Matlab软件的应用 Matlab软件以其强大的矩阵运算能力，为数据处理提供了便利。在子孔拼接过程中，矩阵运算可以快速有效地处理大量数据，实现各个子孔数据的精确拼接。同时，MatroPro Software是Zygo干涉仪的数据处理工具，能够进一步优化和分析测量结果。 5. 实验与验证 通过五次子孔拼接实验，作者验证了所建立模型的实际效果。实验中，将拼接后的结果与全口径镜面形状测量结果进行比较，以评估模型的精度和可靠性。这样的比较有助于确定模型的适用性和改进方向。 6. 结论 子孔拼接干涉仪方法结合Matlab软件和Zygo干涉仪的数据处理技术，为大口径光学表面的高精度测量提供了有效途径。实验结果的验证表明，这种方法具有良好的实用性和准确性，对提高光学系统的质量和性能具有重要意义。 7. 展望 未来的研究可能会进一步优化拼接模型，提高数据处理效率，或者探索新的算法来处理更复杂、更大尺寸的光学表面。此外，结合其他先进技术，如机器学习或人工智能，可能能进一步提升光学表面测量的精度和速度。