专利名称：相位复原测试过程中消除系统误差的绝对标定方法
技术领域：
本发明涉及光学测试过程中系统误差的标定领域，具体涉及一种相位复原测试过程中消除系统误差的绝对标定方法。
背景技术：
应用相位复原技术进行光学波前测试是一种被广泛应用的光学测试技术。它利用星点图像与光学波前之间的数学关系，通过采集分析星点图像，获得光学波前信息。星点图像的尺寸一般很小，由于传感器像元尺寸的限制，为了获得采集的星点图像具有足够的采样率，一般需要在传感器之前加入光学放大系统，将星点图像放大后成像到传感器上。而添加的光学放大系统并不是理想光学系统，它的误差会对测试结果引入系统误差。
发明内容
为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种相位复原测试过程中消除系统误差的绝对标定方法，该方法通过对不同状态下的测量值进行差值分析，最终消除系统误差，获得真实的波前信息。本发明解决技术问题所采用的技术方案如下:相位复原测试过程中消除系统误差的绝对标定方法，该方法包括如下步骤:步骤一:将光学放大系统和传感器放置在精密调整机构上，调整精密调整机构，测量波前信息，并将此位置设定为初始位置；步骤二:再次调整精密调整机构至以初始位置星点图像的焦面为中心做X方向偏移Λχ、以初始位置星点图像的焦面为中心做Y方向偏移Ay和以初始位置波前光轴为轴旋转Λ Θ，三个不同的位置并进行测量；步骤三:将不同位置的测量结果使用泽尼克多项式拟合，考虑系统误差的影响，所有波前相位的测量结果由系统误差和真实波前组成；步骤四:将不同位置的三次波前相位测量结果分别减去初始位置的波前相位测量结果，建立方程，利用剪切波前求解方法，求解泽尼克系数，获得真实的被测波前信息。本发明的有益效果是:本发明通过采用绝对标定的方式，完全消除光学放大系统弓I入的系统误差，实现高精度检测。
图1相位复原测试过程中采集星点图像的装置。图2本发明相位复原测试过程中消除系统误差的绝对标定方法在不同位置处进行数据采集的示意图。图3本发明相位复原测试过程中消除系统误差的绝对标定方法在不同位置处测量获得的波前信息与初始位置测量获得的波前信息之间的位置关系。其中:1、光学放大系统，2、传感器，3、精密五维调整架和4、光学采集系统。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明。相位复原测试过程中消除系统误差的绝对标定方法，该方法包括如下步骤:步骤一:如图1所示，光学采集系统4包括光学放大系统I和传感器2将光学采集系统4放置在精密五维调整架3上，调整精密五维调整架3，选定当前位置为初始位置，测量当前位置的波前信息；步骤二:再次调整精密五维调整架3使光学采集系统4至不同的位置状态分别进行测量，如图2所示，这些不同的位置状态包括以下几个位置:以初始位置星点图像的焦面为中心做X方向偏移A x、以初始位置星点图像的焦面为中心做Y方向偏移A y和以初始位置波前光轴为轴旋转△ 9，三个不同的位置并进行测量；X或Y方向偏移需要保证偏移后与初始位置之间有重叠的部分，如图3所示，为保证测试精度，偏移量在10% 20%之间；步骤三，将不同位置的测量结果使用泽尼克多项式拟合，测试结果被表示成泽尼克多项式线性组合的方式，去除测试结果中的倾斜和离焦，考虑系统误差的影响，有如下公式表不:
权利要求
1.相位复原测试过程中消除系统误差的绝对标定方法，其特征在于，该方法包括如下步骤: 步骤一:将光学放大系统和传感器放置在精密调整机构上，调整精密调整机构，测量波前信息，并将此位置设定为初始位置； 步骤二:再次调整精密调整机构至以初始位置星点图像的焦面为中心做X方向偏移Ax、以初始位置星点图像的焦面为中心做Y方向偏移Ay和以初始位置波前光轴为轴旋转A 0，三个不同的位置并进行测量； 步骤三:将不同位置的测量结果使用泽尼克多项式拟合，考虑系统误差的影响，所有波前相位的测量结果由系统误差和真实波前组成； 步骤四:将不同位置的三次波前相位测量结果分别减去初始位置的波前相位测量结果，建立方程，利用剪切波前求解方法，求解泽尼克系数，获得真实的被测波前信息。
2.如权利要求1所述的相位复原测试过程中消除系统误差的绝对标定方法，其特征在于，所述步骤二中偏移和旋转量在10%-20%之间。
全文摘要
相位复原测试过程中消除系统误差的绝对标定方法，涉及光学测试过程中系统误差的标定领域，该方法通过对不同状态下的测量值进行差值分析，最终消除系统误差，获得真实的波前信息。该方法包括将光学采集系统放置在精密调整机构上，测量相应的波前信息，并将当前位置设为初始位置，再次调整精密调整机构使光学采集系统至不同的位置状态分别进行测量；将不同位置的测量结果使用泽尼克多项式拟合，分别减去初始位置的波前相位测量结果，建立方程，求解泽尼克系数，获得真实的被测波前信息。本发明通过采用绝对标定的方式，完全消除光学放大系统引入的系统误差，实现高精度检测。
文档编号G01J9/00GK103207023SQ20131008610
公开日2013年7月17日 申请日期2013年3月18日 优先权日2013年3月18日
发明者马冬梅, 邵晶 申请人:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所