非球面零件光学检测技术研究

　　1非球面的检测

　　非球而的检测主要有干涉法、几何光线检测法和!直接的而形轮廓法。几何光线检测法又主要有哈特曼法、光栅法和刀口法，哈特曼法和光栅法的主要优点是设备简单，但精度不高;刀口法简单、直观、灵敏度高但很难定量。轮廓测量法就是用测头对整个被测而进行扫描，因此非常费事、费时，i= I I.精度受测头、运动机构影响特别大，得到高精度检测结果非常困难。干涉法是高精度检测的一种重要方法，它能提供精确的全视场表而的轮廓测试结果，因此成为非球而高精度检测的主要方法。

　　干涉法检测非球而有零检测和非零检测之分，非零检测主要有高分辨率的接收器件法I、环状子孔径法131、欠采样法lal长波长法Isl、双波长全急法IHI及剪切干涉法131其中欠采样法、长波长法、双波长全VI,法和剪切干涉法等基木上都是靠某种方法来降低检测的灵敏度来满足分辨非球而偏离量的要求，因此精度相对零检验一般较低;高分辨率的接收器件法是靠增加接收器件像元的数量来提高系统条纹的分辨木领，山于要求每幅图像的传输时间史长了，因此对机械的振动和空气的扰动就史敏感，这样精度做到很高也困难;环状子孔径法是把一个而分成许多不同的环带，每次干涉仪都重新聚焦以降低某一环带的条纹密度，从而对其进行测量，最后通过算法再把他们拼合在一起形成整个而的而形误差，这个方法需要精密位移台和复杂的分析计算算法，山于随机误差(噪音)、环带半径和偏心的影响精度也不很高，环带多一些时拼合就非常困难。

　　在零检验中无像差点法只能用于某些一次非球而的检测，对一般非球而而言，零检验都要用到零光学元件(反射、折射或衍射光学元件)。衍射光学元件法主要就是光学全h,法和计算全h,法，光学全h,法用于检测非球而是B.P.Hildebrand和I}.A.Haines于1966年提出的，山于采用这种方法必须有参考非球而实体、Jl二日‘高精度全急图的制作也很困难，因此它在检非球而上用处有限;计算全h,法是A.J.Macgovern和J.C.Wyant于1971年提出的，山于它克服了光学全急法中必须有参考非球而实体的难题，可以说是全急法的一个重大突破，因此吸引着众多的人加入这一研究的行列，实验室的检测精度八十年代就可以到}/10，但现在主要还是停留在实验室里，实用的非常少，其原因主要还是高精度的计算全h,板制作非常困难;波带板是另一种计算机全急图，它实际上是一系列同心的不等间隔圆光栅，山于它具有圆对称性，相对而言，其制作就稍容易些，精度也好保证些，现在已成功用于实际的工程检测，特别是凸而的检测。波带板检测凹非球而的原理如图1所示，通过波带板的0级光会聚于非球而顶点，返回再次经过波带板后其正一级衍射光正好会聚于S点，此光作为参考光，另外通过波带板的正一级衍射光的方向完全配备于标准被检非球而波前，此光波经过被检而返回后再次通过波带板时，其0级光也正好会聚在S点，通过对这两列波前的干涉条纹处理就能得到非球而的波前误差。