光学自由曲面的检测方法主要分为接触式检测法和非接触式检测法。其中接触式检测主要有：夏克—哈特曼波前探测技术，CGH光学检测法，三维坐标机检测法。但其有精度低、测量效率低，容易划伤元件等缺点。非接触式检测法中，光学干涉测量，因其不会损伤待测表面，测量效率和精度高，且能检测面形波长量级的变化，具有良好的发展前景。

    虽然自由曲面在光学系统中有很多的优点，但是由于光学自由曲面面型的特殊性，其自由度大很难检测。解决这个问题的方法有高分辨率探测法、双波长法、剪切法、倾斜波面补偿技术等，其中比较有效的是倾斜波面补偿技术。该技术的关键在保证各光学面的球心的同轴度。为保证光学系统的成像质量，需要将光学系统中每个折射面（或反射面）的球心调整到同一轴上，达到同轴状态。当同轴状态遭到破坏时，光学系统的成像质量将会严重下降，影响整个系统的测量精度。

1。1  国内外现状及发展趋势

1。1。1  自由曲面测量技术发展现状

1。1。2  定中心装调技术发展概况

2  倾斜波面干涉法和梯度补偿透镜组

2。1  倾斜波面干涉仪构成

本文设计的准直透镜组和标准球面透镜组应用于如图所示基于点源阵列的倾斜波面非零位于涉系统，该系统主要由典型泰曼格林干涉系统和梯度补偿模块组成。偏振分光棱镜、标准平面反射镜、标准平面反射镜、偏振分光棱镜、准直物镜、干涉仪孔径光阑、成像透镜以及组成了典型的泰曼格林平面干涉系统。文献综述

图3。1  倾斜波面干涉仪测量面型示意图

倾斜波面干涉法是目前测量非球面、自由曲面光学元件面形的有效方法之一。它通过引入多束具有不同倾角的球面波，补偿被测元件表面局部区域的梯度，从而减小局部区域的干涉条纹密度，以实现对梯度变化较大光学元件的面形测量。

2。2  梯度补偿透镜组

图3。2  倾斜波面干涉仪系统实物图

图3。3  准直透镜组和标准球面透镜组实物图

梯度补偿模块主要由点源发生器、准直透镜组、球面补偿透镜组组成。准直透镜组和标准球面透镜组是倾斜波面干涉系统的重要组成部分，通过准直透镜组和标准球面透镜组之后，原来的小相对孔径的球面波阵列转变为大相对孔径的球面波阵列，增加了每束球面波的测量范围及对凸面光学元件的测量能力。但是，准直透镜组和标准补偿透镜组装校是否符合设计要求将对系统的测量精度产生重要影响。两个镜组中采用了多块小曲率、大口径球面元件，每一片镜子的倾斜、偏心、离轴及空气间隔等都需要严格控制，这是镜组装调的难点。如果镜组的装校产生像差，就会使整个系统的引入巨大的系统误差。[7]

由于准直透镜组和球面补偿透镜组是相互关联的光学系统，其像差相互联系相互影响，在光学设计时放在一起优化比单个独立设计更符合实际情况，因此本文利用Zemax光学设计软件、偏心仪、ZYGO干涉仪等设备根据上述的设计指标对准直透镜组和球面补偿透镜组进行了联合设计，优化组合像差。本课题由此研究设计具有多个自由度的装夹结构，设计出能高精度装校该种透镜组的装校方法，实现波面误差的有效控制。

3  准直透镜组与标准透镜组容差分析

运用Zemax对准直镜片和标准镜片分别在点光源在光轴上和点光源不在光轴上的情况进行仿真，通过分析各准直镜片和各标准镜片在离轴、轴向移动、倾斜情况下对出射波前差值的影响，确定各准直镜片和各标准镜片在装调时需要严格控制的量减小整体装调误差。来,自,优.尔:论;文*网www.youerw.com +QQ752018766-