子孔径拼接干涉检测中机械定位误差的补偿
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张敏(1988-),女,河南杞县人,博士研究 生,主要从事光学检测的研究.

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国家科技重大专项(2009ZX02205)资助项目 , 田伟1, 彭吉1, 隋永新1, 杨怀江1 (1.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,应用光学国家重点实验室,吉林 长春 130033; 2.中国科学院研究生院,北京 100039)


Mechanical positioning error compensation algorithm for subaperture stitching interferometry
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    摘要:

    为减少子孔径拼接干涉检测中机械精度引起的定 位误差对检测结果造成的影响,在一般的调整误差 拼接算法上加入机械定位误差的补偿项,建立了补偿机械误差的综合优化方法。针对参考 面未知的拼接 干涉检测,研究了应用极大似然估计法拟合出用Zernike多项式表示参考面面形分布的方法 ,在除去参考面 面形后采用补偿机械误差的算法拼接。模拟对比实验表明,在相同的机械精度下,机械误 差补偿算法得 到的全口径相位差异分布均方根(RMS)值减少到近一般调整误差 拼接法的1/6,机械误差补偿算法拼接精度高于一般 调整误差拼接法。在搭建的拼接检测装置上检测口径为280mm的平面 镜,与大口径干涉仪检测的全口径相位差异分布的峰谷(PV)值为 0.099λ,R MS值为0.006λ,验证了综合优化方法在重构 参考面面形基础上能有效补偿机械定位误差。

    Abstract:

    For the purpose of reducing the effect of positioning system errors in subapert ure stitching interferometry an optimal mechanical error compensation algorithm is proposed by introducing the c ompensator of position correction into the general stitching algorithm.Aiming at decreasing the effect of the unknown reference surfaces, this stitching algorithm best-fits a Zernike polynomial representation of the r eference using maximum likelihood estimation,and then stitches subaperture phases to get the full aperture phase u sing the optimal mechanical error compensation algorithm after the reference surface is subtracted from each measurement data of subaperture.Th e simulation results show that the difference of RMS of the full aperture surface error using the mechanical error compensation algorithm is only as 1/6of that of the general stitching met hod,indicating the stitching precision of mechanical error compensation algorithm is higher than that of the general stitc hing method with the same mechanical precision.In order to experimentally verify the optimal mechanical error compens ation algorithm,a Φ280mm flat mirror is tested by subaperture stitching interferometry and full aperture inter ferometry.The difference of the PV and RMS of the full aperture surface are 0.0994λ and 0.0068λ af ter stitching,indicating that the optimal algorithm can effectively compensate positioning system errors based on the esti mation of the reference wave.

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    引证文献
引用本文

张敏,田伟,彭吉,隋永新,杨怀江.子孔径拼接干涉检测中机械定位误差的补偿[J].光电子激光,2013,(9):1745~1751

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  • 收稿日期:2012-12-26
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