文献综述
1.绝对检验技术发展背景
随着现代光学技术的发展,各类光学元件得到了更为广泛的应用。光学系统的迅猛发展,光学性能的大幅提升,使得对光学元件面形精度要求不断提高。为了达到更高的面形精度,必须采用更高精度的检测手段。
(1)零位干涉技术
在光学面形的测量方法中,零位干涉测量是公认测量精度最高的方法。零位干涉检测法是指,当待测件的面形与理想面形(平面或球面)完全吻合时,假设不存在装调误差和系统误差,所产生的干涉图将是“均匀一片”。当待测器件与理想面形有局部面形偏差时,将产生带有面形偏差信息的干涉条纹图。通过解算条纹的相位,将能获取待测件的局部面形偏差。但当零位干涉法应用于表面梯度变化较大的非球面、自由曲面时,由于加工精度尚无法满足作为参考面的要求,即没有理想的非球面、自由曲面波前作为参考波前。因此,除部分二次曲面元件可以根据其结构特性采用无相差点法检测外,为实现非球面、自由曲面的零位干涉测量,现在国内外的研究中都普遍采用在干涉光路中引入零位补偿器,作为零位波前发生器件,对参考波前进行相差补偿达到测量的目的。其中计算全息元件因其独特的变换能力以及精度高、装调简单等突出特点,作为零位补偿器件代表。[1]
光学零位干涉技术是光学检测的基础,在待测件与参考面相对精度不高的情况下,可以认为测试结果就是待测面的真实面形;不过在待测面精度与参考面相当或更高的情况下,必须通过数理方法,将参考面误差等因素从测试结果中剔除出去,得到待测面的绝对面形。
(2)平面绝对检测技术
光学面形绝对检测是指消除干涉仪的系统误差(包括参考面误差)的影响以得到待测面的绝对面形,即待测面的实际表面相对于理想表面的偏差。为了实现光学面形的绝对检测,一方面可以通过提高参考面精度,使得系统误差相对较低,可以忽略;另一方面则是通过复杂的测试操作通过数学计算将系统误差从测试结果中剔除。
其中最主要三种方法为液面基准法、三面互检法[4,5]、差分法。
