光学平面绝对检测的非相关误差控制技术研究文献综述

 2022-11-18 04:11

文 献 综 述

摘要:为了避免参考参考面面形对于绝对表面干涉检测精度的制约,近几年提出了绝对检测的方法,已实现纳米级精度的面形测量,光学平面绝对检测实现方法的不同,引入了各种各样的误差,其中非相关误差是主要部分,针对随机噪声、调整误差(旋转误差)镜面变形、温度等,通过仿真分析在平面绝对检测过程的各个因素的非相关误差,通过选取不同的补偿算法相互比较已尽量减少非相关误差。

关键字:绝对检测;非相关误差;光学检测。

一、研究背景

平面是光学系统和工程仪器中常用的光学零件,也是基本的光学和几何测试对象。特别是在光学干涉计量领域中,平面波像差标准是其它各种测试的基础,因此获得高精度的标准平面是很有必要的。但一般的光学面形检验方法是相对测量法,测量结果是实际平面相对于干涉仪系统误差及参考平面误差的偏差。当测量精度要求在以上时,必须消除干涉仪的系统误差和参考平面误差,于是提出了平面绝对检测。平面绝对检测就是通过消除干涉仪器的系统误差和参考平面误差对测量结果的影响来得到测试平面的绝对表面(绝对表面是指实际表面相对数学上的理想表面的偏差)。平面绝对检测在原理上不引入干涉仪系统误差和参考表面误差,可以得到光学平面的绝对质量。

由于计算机的发展和应用,实际的光学波面可以转化为数字波面,并且可以很方便地进行加减、旋转、分解和重构等数字处理,促进了平面绝对检测技术的发展。

其中“非相关误差”概念即指,在光学平面绝对测量三个表面的过程中得到四个测量复合数据,经过绝对检测算法得到各个表面的相应表面数值,使用所得表面数值代入表达式中得到四个还原复合数据,用还原数据同测量数据相比较计算得到的值即为“非相关误差”,即,过程详见图1。其中所提及的非相关误差概念可作为绝对证明光学平面测量方法的参考。

在各种光学平面绝对检测实现方法中,不同的测试过程对于环境,操作的要求不同从而相对的增加了非相关误差,即指由于类似于随机噪声、调整误差、镜面变形、温度等可以控制的因素,所引入的差异。在控制此类变量的同时选择相应的补偿算法,可以更好的保证该方法的质量。

图1.非相关误差数值计算过程

绝对检测算法

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