录干涉仪1显示的第四检测 系数:zernike 项中的倾斜(-98.1、-114.11)，慧差(8.529、16.139);
[0048]步骤五:通过五自由度调整台5将被测非球面3在理论检测位置绕Y轴旋转10微弧 度（Δν=10微弧度），通过干涉仪1测量被测非球面3的面形，记录干涉仪1显示的第五检测 系数:zernike 项中的倾斜（157 ·128、92· 91)，慧差(8.789、15.265);
[0049] 步骤六:建立线性矩阵方程，如下：
[0050] (ζ2χ7 -ζ2) Χχ/ Δ x+(z2y7 -ζ2) Xy/ A y+(z2u7 -z2) Xu/ Δ u+(z2v7 -z2) X v/ Δ v = z2，_z2
[0051 ] (z3x7 -z3) Χχ/ Δ x+(z3y7 -z3) Xy/ A y+(z3u7 -z3) Xu/ Δ u+(z3v7 -z3) X v/ Δ v = z3，_z3
[0052] (z7x7 -z7) Xx/ Δ x+(z7y7 -z7) Xy/ Δ y+(z7u7 -z7) Xu/ Δ u+(z7v7 -z7) X v/ Δ v = z7，-z7
[0053] (z8x7 -z8) Χχ/ Δ x+(z8y7 -z8) Xy/ A y+(z8u7 -z8) Xu/ Δ u+(z8v7 -z8) X v/ Δ v = ζ8，_ζ8(1)
[0054] 式中：z2、z3为第一检测系数：zernike项中的倾斜，z7、z8为第一检测系数： zernike项中的慧差；
[0055] Δ X为被测非球面3沿X轴方向平移量，Z2X' 5Z3X'为第二检测系数:zernike项中的 倾斜，Z7X' dSx'为第二检测系数:zernike项中的慧差；
[0056] Ay为被测非球面3沿Y轴方向平移量，Uy'、z3y为第三检测系数:zernike项中的 倾斜，、ζ8}^为第三检测系数:zernike项中的慧差；
[0057] Δ u为被测非球面3绕X轴旋转量，ζ2ι/、ζ3ι^为第四检测系数：zernike项中的倾 斜，ζ7ι/、ζ8ι/为第四检测系数:zernike项中的慧差；
[0058] Δ v为被测非球面3绕Y轴旋转量，Z2V' 5Z3V'为第五检测系数：zernike项中的倾 斜，Z7V'、z8v为第五检测系数:zernike项中的慧差；
[0059] z2'、z3'为第六检测系数:zernike项中的倾斜，ζ7'、ζ8'为第六检测系数:zernike 项中的慧差；
[0060] x、y、u、vS被测非球面3复位到理论检测位置所需要的调整量:x-被测非球面沿X 轴方向平移量;y-被测非球面沿Y轴方向平移量，u-被测非球面绕X轴旋转量，v-被测非 球面绕Y轴旋转量；
[0061] 将步骤一~步骤五中记录的数值带入步骤六中的线性矩阵方程中，得到：
[0062] -66 · 15x+35 · 88y-7 · 665U-13 · 568v = z2/ -(-21 · 45)
[0063] 36 · 87x+66 · 23y-13 · 304u+7 · SQSvzzS' -18 · 93
[0064] -0 · 479x+0 · 295y+0 · 037u+0 · 063v = z7/ -8 · 16
[0065] 0.253x+0.516y+0.056u-〇.032ν = ζ87 -15.58 (2)
[0066] 步骤七:将被测非球面3从检测支撑板4上取下、再装回检测支撑板4上，然后利用 干涉仪1测量被测非球面3的面形，记录干涉仪1显示的第六检测系数zernike项中的倾斜 (82.65、70.60)及慧差(9.65、13.25);并将其带入线性矩阵方程(2)中，解出1 = -3.6495、7 = -1.8927、u = -15.6569、v = 13.9606,得到被测非球面3复位到理论检测位置所需要的调 整量；
[0067]步骤八：根据得到的调整量x = -3.6495、y = -1 · 8927、u = -15.6569、v= 13.9606， 利用五自由度调整台5对被测非球面3进行调整、复位；调整、复位后通过干涉仪1检测被测 非球面3的面形，干涉仪1检测结果如图4所示，将调整后的检测结果（图4所示）与调整前的 检测结果(图3所示)进行点对点相减，两者之差为40pm RMS，如图5所示。
【主权项】
1. 一种复位被测非球面空间位置的方法，其特征在于，包括： 在实验装置上将被测非球面调整到理论检测位置，测量被测非球面面形，得到第一检 测系数； 将被测非球面由理论检测位置沿X轴方向平移，测量被测非球面面形，得到第二检测系 数； 将被测非球面由理论检测位置沿Y轴方向平移，测量被测非球面面形，得到第三检测系 数； 将被测非球面在理论检测位置绕X轴旋转，测量被测非球面面形，得到第四检测系数； 将被测非球面在理论检测位置绕Y轴旋转，测量被测非球面面形，得到第五检测系数； 利用上述的第一、第二、第三、第四、第五检测系数和被测非球面沿X轴方向平移量、沿Y 轴方向平移量、绕X轴旋转量及绕Y轴旋转量，建立有关未知参数的线性矩阵方程，未知参数 为:被测非球面面形重新安装后的第六检测系数和被测非球面复位到理论检测位置所需要 调整的沿X轴方向平移量、沿Y轴方向平移量、绕X轴旋转量及绕Y轴旋转量； 将被测非球面从实验装置上取下、再装回，然后测量被测非球面，得到被测非球面面形 重新安装后的第六检测系数，并将其带入线性矩阵方程中，解出数值，得到被测非球面复位 到理论检测位置所需要调整的沿X轴方向平移量、沿Y轴方向平移量、绕X轴旋转量及绕Y轴 旋转量;根据得到的沿X轴方向平移量、沿Y轴方向平移量、绕X轴旋转量及绕Y轴旋转量对被 测非球面进行调整、复位。2. 根据权利要求1所述的复位被测非球面空间位置的方法，其特征在于，所述的实验装 置包括干涉仪、补偿器、检测支撑板及五自由度调整台，被测非球面通过检测支撑板固定在 五自由度调整台上，补偿器设置在被测非球面的正前方，干涉仪设置在补偿器的正前方。3. 根据权利要求1所述的复位被测非球面空间位置的方法，其特征在于，所述的第一、 第二、第三、第四、第五、第六检测系数为:zernike项中的倾斜及慧差。4. 根据权利要求1所述的复位被测非球面空间位置的方法，其特征在于，所述的线性矩 阵方程，如下： (ζ2χ' _ζ2) Χχ/ Δ x+(z2}^ _z2) Xy/ Δ y+Cz〗!/ _z2) Xu/ Δ u+CzSv' _z2) X ν/ Δ v = z2' -z2 (z3x7 -z3) Xx/ Δ x+(z3y7 -z3) Xy/ Δ y+(z3u7 -z3) Xu/ Δ u+(z3v7 -z3) X v/ Δ v = z37 -z3 (z7x7 -z7) Xx/ Λ x+(z7y7 -z7) Xy/ Λ y+(z7u7 -z7) Xu/ Λ u+(z7v7 -z7) X v/ Λ v = z77 -z7 (z8x7 -z8) Xx/ Λ x+(z8y7 -z8) Xy/ A y+(z8u7 -z8) Xu/ Λ u+(z8v7 -z8) X v/ Λ v = z87 -z8 式中：z2、z3为第一检测系数:zernike项中的倾斜，z7、z8为第一检测系数:zernike项 中的慧差； A X为被测非球面沿X轴方向平移量，z2x7、z3x7为第二检测系数:zernike项中的倾斜， z7x\z8xr为第二检测系数:zernike项中的慧差； Δ又为被测非球面沿Y轴方向平移量，z2y7、z3y为第三检测系数:zernike项中的倾斜， z7y7、z8y7为第三检测系数:zernike项中的慧差； Δ u为被测非球面绕X轴旋转量，ζ2ι/、ζ3ι/为第四检测系数：zernike项中的倾斜， ζ7ι/、ζ8ι/为第四检测系数:zernike项中的慧差； A v为被测非球面绕Y轴旋转量，Z2V' 5Z3V'为第五检测系数：zernike项中的倾斜， z7v\z8v为第五检测系数:zernike项中的慧差； z2' 为第六检测系数:zernike项中的倾斜，Z7' 为第六检测系数:zernike项中 的慧差； x、y、u、v为被测非球面复位到理论检测位置所需要的调整量:x-被测非球面沿X轴方 向平移量;y-被测非球面沿Y轴方向平移量，u-被测非球面绕X轴旋转量，v-被测非球面 绕Y轴旋转量。
【专利摘要】复位被测非球面空间位置的调整方法，属于超高精度非球面面形检测技术领域，涉及一种复位被测非球面空间位置的调整方法。本发明调整方法只需一次调整即可将被测非球面进行空间位置复位，且具有快速复位、操作简单、复位精度高的优点。本发明包括：将被测非球面调整到理论检测位置，得到第一检测系数；将被测非球面沿X轴方向平移，得到第二检测系数；将被测非球面沿Y轴方向平移，得到第三检测系数；将被测非球面绕X轴旋转，得到第四检测系数；将被测非球面绕Y轴旋转，得到第五检测系数；建立矩阵方程，将被测非球面从实验装置上取下、再装回，得到第六检测系数，并将其带入线性矩阵方程中，解出数值，对被测非球面进行调整、复位。
【IPC分类】G01B11/24
【公开号】CN105547183
【申请号】CN201510962447
【发明人】刘钰, 苗亮, 张文龙, 马冬梅, 金春水
【申请人】中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2015年12月21日