大口径球面反射镜曲率半径的精确测量
介绍了大口径球面反射镜曲率半径的传统测量方法，提出了利用组合测杆结合激光干涉仪测量球面反射镜曲率半径的新方法。
 摘要：介绍了大口径球面反射镜曲率半径的传统测量方法，提出了利用组合测杆结合激光干涉仪测量球面反射镜曲率半径的新方法。首先利用激光干涉仪检测球面反射镜的面型，调整干涉仪与被测镜的位置，使被测镜达到零条纹干涉状态，然后架设合理长度组合测杆，调整组合测杆靠近干涉仪端测量球头的位置，使之达到零条纹干涉状态，再使组合测杆另一端测头与镜面接触完成测量，通过计算分析即可得到被测球面镜的曲率半径。对该方法的基本测量原理进行了研究分析，并对口径为600mm的望远镜球面主镜的曲率半径进行了多次测量，测得其曲率半径均值为2836.774mm，标准偏差为0.071。最后对该方法的测量不确定度进行了分析，找出了影响测量精度的主要因素，合成标准不确定度为0.061mm。 1.引言 光学球面曲率半径的精密测量是光学加工检测过程中的重要环节，作为大口径球面反射镜的一个重要参数，其曲率半径的高精度测量是一个急待解决的关键技术。大口径球面反射镜曲率半径一般都在数米量级，目前测量球面镜曲率半径的方法有球径仪法、样板法、刀口仪定焦米尺测量法、干涉仪结合光栅尺、激光跟踪仪等，这些方法可以对一定范围的曲率半径进行测量，且使用方便，具有一定精度，但都有很多局限性。 球径仪是测量小曲率半径光学元件的首选，精度较高，但随着曲率半径的增大，精度迅速降低。样板法对测量人员的操作经验要求很高，属于定性测量，从标准样板复制精度，使用时样板与被测镜紧密接触往往导致样板受压，曲率半径发生变化，精度较低。刀口仪定焦精度很高，属于非接触测量，但是米尺测量精度很低，只能满足毫米级精度的测量要求咱缘暂。干涉仪结合测长系统可以精确测量光学元件的曲率半径，干涉仪标准镜焦点在被测镜球心和表面两个位置会产生齐焦和猫眼干涉条纹，利用测长系统精确测量这两个位置的距离即可得到被测镜的曲率半径。若使用光栅尺测量这两个位置的距离，则需要长于曲率半径的高精度光栅尺和导轨，不但成本昂贵，且配置复杂，长导轨占用空间，使用不方便。激光跟踪仪是测量这两个位置距离的理想仪器，但其价格昂贵，增加了检测成本。 本文提出一种适用于测量大口径球面反射镜中长曲率半径的新方法，该方法利用组合测杆结合激光干涉仪，在进行面型测量时使用，不增加过多的硬件成本、体积小，测量精度高，数据处理简单，操作方便。 ......
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