MATLAB非球面镜轮廓测试技术研究(2)

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3.2.1 数据生成 10

3.2.2 数据拟合以及初始参数的确定 11

3.2.3 拟合结果以及精度分析 13

3.3 本章小结 14

4 实验与数据处理 15

4.1 Taylor-Hobson PGI 840接触式轮廓仪的系统简介 15

4.1.1 Taylor-Hobson PGI 840接触式轮廓仪概述 15

4.1.2 Taylor-Hobson PGI 840接触式轮廓仪的工作原理 17

4.1.3 Taylor-Hobson PGI 840接触式轮廓仪的操作界面 19

4.2 实验准备 20

4.2.1 相关参数确定 20

4.2.2 Taylor-Hobson PGI840表面轮廓仪的标定 21

4.2.3 探头零点的确定 22

4.3 偏心距的调整 24

4.4 误差分析 26

4．5 本章小结 28

5 结论 29

5.1 全文结论 29

5.2 待解决的问题 29

致谢 31

参考文献 32

1 引言

1.1 论文研究背景

随着现代科学技术的发展,光学非球面[1]由于其优异的光学性能,在空间相机、大型望远镜等国防关键技术领域以及民用光电产品方面有着越来越重要的广泛应用。所谓非球面是相对于标准球面来定义的。球面是指具有无数个对称轴的光学表面 ,它由一个参数 ,即球面半径决定其形状。非球面理论上可以由多个参数决定其面形 ,并能从中心到边缘连续发生变化。

非球面按照有无回转轴可以分为两类:一类是具有一个回转轴,例如抛物面、椭球面等;另一类没有回转轴,如离轴抛物面等。

非球面光学元件是一种非常重要的光学元件，它可以获得球面光学元件所无可比拟的成像质量，在光学系统中能够很好地矫正多种像差，改善成像质量，提高系统鉴别能力；它能以一个或几个非球面元件代替多个球面元件，从而简化仪器结构，降低成本，并有效地减轻仪器的重量；同时非球面光学系统的设计能使计算方法大为简化。另一方面，随着镜面尺寸的不断增大，工件搬运移动将承担很大的风险同时也比较费时。而在位测量[2]能够避免搬运移动所带来的风险，同时保证加工坐标系与测量坐标系一致，减少精度损失，因此在位测量成为了大型光学镜面测量的基本要求。

偏摆式非球面轮廓检测技术是实现光学中非球面在位检测[6]的重要手段，尤其在凸非球面的检验中具有独特优势，目前国内采用偏摆式非球面轮廓接触式测量的研究较少，因此研究偏摆式非球面轮廓仪、偏摆式非球面镜检测理论技术显得十分必要。源]自=751^`论\文"网·www.751com.cn/

1.2 论文主要研究内容及工作

对于偏摆式测量非球面，面临的一个关键问题是转盘转轴和待测件的球心存在着一定的偏心距，这是测量误差的一个主要来源。本文将结合我校引进的科研设备Taylor-Hobson PGI 840接触式轮廓测量系统[4]的应用研究开展工作，以标准球面为例，建立物理数学模型，编写相关程序，着重研究如何调整待测件与转