_非球面加工与检测技术_专题文章导读

第14卷 第4期

2006年8月 OpticsandPrecisionEngineering 光学精密工程 Vol.14 No.4

Aug.2006

5非球面加工与检测技术6专题文章导读

张学军

中国科学院长春光学精密机械与物理研究所

非球面光学元件与球面光学元件相比具有诸多优点,例如:在不增加独立像差个数的前提下,增加了自变量个数,从而增加了像差校正的自由度。这一特点在实际工程应用中的意义在于:合理采用非球面的光学系统在体积、重量方面远小于球面系统,而成像质量却优于后者。以空间相机为例,采用全反射非球面光学结构,系统在保证高成像质量的同时,体积、重量、可靠性、发射成本等方面均优于球面系统。正因如此,非球面在航空、航天、国防以及高科技民用领域得到了广泛的应用。

非球面的加工难度远大于球面,传统的手工加工技术在精度、效率等方面难以满足日益增长的各类非球面元件的需求。因此,国内外相关机构都非常重视非球面的制造技术,从80年代至今涌现出一批先进的非球面加工技术,如数控小磨头非球面加工技术(CCOS)、应力盘抛光技术(StressedLapPolishing)、离子束抛光技术(IonPolishing)、磁流变抛光技术(MRF)等等。

高精度非球面加工离不开高精度的检测技术,非球面的检测难度同样远大于球面。伴随着非球面加工技术的发展,近年来在原有的非球面零位检验基础上,相继出现了一些新的检测技术,如:计算全息检测技术(CGH)、子孔径拼接干涉法(SSI)、数字莫尔条纹法(DMI)等等,这些技术为高精度非球面制造提供了有力的保障。

本专栏的4篇文章都是论述关于非球面加工与检测技术的,它们各具特色。

5环形子孔径拼接干涉检测非球面的数学模型和仿真6一文介绍了环形子孔径拼接用于非球面检测这一新技术的基本原理,给出了具体的数学模型并进行了计算机仿真,结果表明该技术在无需补偿器或CGH的情况下可以完成中等精度非球面的低成本检测,对于探索该类非球面检测的新方法有一定的参考意义。

5大口径高次、离轴非球面干涉测量中投影畸变的标定方法6一文针对高陡度非球面干涉检测中干涉仪CCD坐标与实际镜面坐标存在投影畸变从而影响加工设备定位精度这一实际问题,分析了投影畸变产生的机理,建立了投影畸变校正的数学模型,并结合Zygo干涉仪的Fiducial功能给出了实际工作中的校正方法,该方法在非球面加工当中得到了很好的应用。

5<124mm口径碳化硅质非球面数控研抛技术研究6一文探讨了一种新型轮式研抛技术在小口径SiC非球面反射镜加工中的应用,给出了该方法的数学模型。通过大量工艺实验确定了SiC非球面反射镜研抛工艺规范,结合<124mmSiC非球面镜的加工结果,讨论了该方法的实用性。

5超精密非球面镜面模具直轴磨削的研究6一文从非球面模具超精密加工机理入手,深入研究了直轴磨削技术,并给出了加工系统的基本原理及工艺流程,通过加工实例进一步验证了该方法在非球面镜面模具超精密加工中应用的可行性。

上述4篇文章从不同角度探讨了不同类型非球面加工、检测方面的新技术、新方法,为该领域注入了一些新思想。希望这些文章能对从事相关技术研究的读者有所帮助。

文章编号 1004-924X(2006)04-0527-06

环形子孔径拼接干涉检测非球面的

数学模型和仿真研究

王孝坤1,2,张学军,王丽辉11,2,郑立功1

(1.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林长春130033;2.中国科学院研究生院,北京100039)摘要:利用环形子孔径拼接干涉技术可以不需要补偿器、CGH等辅助元件就能够高分辨、低成本、高效地实现对大口径、 收稿日期:2005-11-22;修订日期:2006-06-18.

基金项目:国家杰出青年基金资助项目(No.69925512)。