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一、子孔徑拼接法優(yōu)勢(shì)

使用干涉儀檢測(cè)大口徑光學(xué)元件時(shí)，需要配備比被測(cè)件口徑更大的標(biāo)準(zhǔn)鏡，這無疑增加了檢測(cè)成本，此外，用干涉儀直接檢測(cè)較大口徑的光學(xué)元件容易丟失高頻信息。子孔徑拼接法可以突破干涉儀自身口徑大小的限制，對(duì)更大口徑的光學(xué)元件進(jìn)行高精度測(cè)量，實(shí)現(xiàn)“以小測(cè)大”的功能，降低了檢測(cè)成本，并且在一定程度上提高了檢測(cè)分辨率，同時(shí)還能保留被截去的面形高頻信息。

二、方法原理                   

如圖1所示，子孔徑拼接干涉檢測(cè)過程主要有以下三個(gè)步驟:子孔徑劃分、子孔徑掃描、通過子孔徑拼接算法處理數(shù)據(jù)恢復(fù)全口徑面形。

圖1 子孔徑拼接測(cè)量流程圖

（1）    子孔徑劃分

根據(jù)干涉儀視場(chǎng)和待測(cè)鏡面的比例大小、子孔徑之間重疊區(qū)域的大小選擇合適的子孔徑圈數(shù)，確定子孔徑個(gè)數(shù)以及分布。為了保證拼接的準(zhǔn)確性，一般要求子孔徑之間的重疊區(qū)域不少于子孔徑口徑的1/4。

（2）    子孔徑掃描

根據(jù)子孔徑規(guī)劃找出測(cè)量各子孔徑的最佳路徑，通過干涉儀和待測(cè)鏡之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，將干涉儀對(duì)準(zhǔn)某個(gè)子孔徑，將該子孔徑的干涉圖調(diào)節(jié)至零條紋后進(jìn)行干涉檢測(cè)，之后運(yùn)動(dòng)到下一個(gè)子孔徑位置，直到所有子孔徑面形均測(cè)量完為止。根據(jù)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方式不同，可以分為平移掃描和旋轉(zhuǎn)掃描，平移掃描需控制x、y軸的移動(dòng)讓子孔徑檢測(cè)區(qū)域覆蓋待測(cè)件；旋轉(zhuǎn)掃描是在某一軸上進(jìn)行平移，達(dá)到位置后旋轉(zhuǎn)待測(cè)件以改變子孔徑檢測(cè)區(qū)域。旋轉(zhuǎn)掃描對(duì)機(jī)械定位要求更高，但是可以減少所需平移的行程，所以應(yīng)該根據(jù)具體檢測(cè)環(huán)境選擇合適的掃描方式。

圖2 掃描方式（左）平移掃描、（右）旋轉(zhuǎn)掃描

（3）    子孔徑拼接

由于在條紋調(diào)零過程中和子孔徑定位時(shí)會(huì)引入像差，導(dǎo)致重疊區(qū)域的相位值并不完全一致，所以需要選擇合適的拼接算法消除相鄰孔徑間的平移、傾斜（球面鏡還需要消除離焦）誤差等，將各個(gè)子孔徑檢測(cè)結(jié)果拼接到一個(gè)相同的坐標(biāo)系，得出全口徑面形。