谈谈光学检测的指导思想

　　指导思想是指人们在做一件事之前，考虑要采取什么样的技术方法和工具等等。人类经过长期的经验积累和理论研究，对解决各种事情，发展出许多路线，使用很多测量方法和测试仪器、测量工具，这个过程永远不会停止。但是有的方法止于发表几篇文章，而有的则被广泛采用并流传至今。计算机的出现和普及，使光学测试领域也发生了革命性的变化。集光-机-电-算于一体的新的测试仪器和经典的仪器设备之间的取舍，往往是决策者不能回避的选择。所以，指导思想更高一层的意思是在哲学层面上。世界上的事情是复杂的，有的事情，从这个角度看应该这样，而从另一个角度看也许应该那样。但是，不管用什么手段，又经济又能解决实际问题就是好手段。下面谈谈个人的一些不成系统的看法。

　　1 确定光学检测的目的及必需的手段

　　1.1 工艺过程的检测

　　工艺过程的检测不要求全面，但要有效地指导下一步工艺进行，检测一次的时间应尽可能短。应知道主要误差的大小、主要误差的正负、主要误差的位置;应考虑到每次检测的操作周期(包括准备、过程、得结论)，力求省时。因此不同的工艺阶段，应选择最合理的检测工具和检测方法，要考虑到已有的和最有可能得到的检测工具。

　　1.2 最终检测

　　最终检测应给出任务指标所关心的主要误差的最后定量信息。对于单个零件主要是曲率半经、K 值(二次曲面)、表面偏差最大值(p-v)、均方根值(rms)、偏心差等等;对于光学系统主要是系统焦距，成像光束质量(轴上、轴外)。不同任务，根据实际使用目的对成像光束质量应提出不同的表达方式及指标。目前绝大多数是：波像差(高要求)、弥散斑尺寸(略低要求)、光学传递函数等。波像差要用干涉仪取得干涉条纹，再对干涉条纹进行数字化处理。好的软件除波面差以外，还可以由此计算出：环围能量分布，Strehl 比，点像重构图等重要数据。干涉测量需要有一块和系统相同口径的标准平面镜或球面镜，而弥散斑尺寸直接测量要有一个和系统相同口径的平行光管。对于大口径系统，这两者都是投资较大的基本建设，但必不可少。

　　如果要问，对于十米级的天文望远镜该怎么办?据我所知，是在望远镜装成后，对准一颗天上的星，并进行跟踪，用 Shack-Hartmann 方法测试，得出波差数据。但是现代军事上所要求的高精度、大口径光学系统，口径愈来愈大。要想得到地面分辨率为 0.1m，轨道侦察相机的光学系统口径应在5m 左右。要想检测 5m 口径的系统，如果没有适当的跟踪装置，只有做一块 5m 口径的标准平面镜，才能做到高精度定量检验。