一种用于自由面形子孔径拼接测量的方法和系统与流程

技术特征：

1.一种用于自由面形子孔径拼接测量的系统，其特征在于，所述系统包括：子孔径面形测量干涉仪、角度测量仪、移动平台，以及上位机；

其中，所述移动平台用于放置待测自由面形反射镜，并具有位置和姿态运动调整机构，以在上位机的控制下沿着一个或者多个方向带动待测自由面形反射镜移动至多个位置；

所述子孔径面形测量干涉仪用于产生相干光，并根据相干光之间因待测自由面形反射镜镜面导致的光程差来获取每一位置的子孔径面形数据；

所述角度测量仪包括至少两个测量单元，其中一个测量单元设置在移动平台上并随其一起移动，另一个测量单元固定设置而不随移动平台一起移动，每个测量单元分别用于测量移动平台在每个位置处第一方向和第二方向上的角度值；所述上位机基于每个位置的角度值对所有子孔径面形数据进行校正，根据校正之后的子孔径面形数据完成整个待测自由面形反射镜镜面的子孔径干涉拼接。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，进一步包括气浮隔振平台，所述子孔径面形测量干涉仪、角度测量仪中的一个测量单元、以及移动平台均设置在同一个气浮隔振平台上。

3.根据权利要求1所述的，其特征在于，所述移动平台采用气浮高精度阻尼拼接平移台，或者带光栅尺的闭环平移台。

4.根据权利要求1所述的，其特征在于，所述待测自由面形反射镜镜面的长度和/或宽度大于一米。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的，其特征在于，所述子孔径面形测量干涉仪采用白光干涉仪或激光干涉仪。

6.一种用于自由面形子孔径拼接测量的方法，其特征在于，所述方法包括：

移动平台带动待测自由面形反射镜分别在第一方向和第二方向移动至多个位置，并在每个位置处获取子孔径面形数据；移动平台到达每个位置并静止后，获取至少两组在第一方向和第二方向上的角度值；基于每个位置的角度值对每个子孔径面形数据进行校正；根据校正之后的子孔径面形数据完成整个镜面的子孔径干涉拼接。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法包括：根据角度测量仪的至少两个测量单元中的每一个，分别获取一组第一方向和第二方向上移动平台的角度值，并且按照移动平台移动到每个位置的顺序，依次将第一测量单元获取的第一组角度值表示为(α1i,j,β1i,j)，第二测量单元获取的第二组角度值表示为(α2i,j,β2i,j)，i＝1,2,…,m，j＝1,2,…,n。

8.根据权利要求7所述的，其特征在于，所述基于每个位置的角度值对每个子孔径面形数据进行校正包括：依次根据获取的每组角度值，计算移动平台分别在第一方向和第二方向上倾斜改变的角度；基于每个位置处移动平台倾斜改变的角度，计算在每个方向上相对于参考基础位置的倾斜角度差；利用相邻两次测量的倾斜角度差对子孔径面形数据进行倾斜校正；

校正后的子孔径面形数据S′i,j＝Si,j+Ox·Δαij+Oy·Δβij，其中，Si,j为校正前的子孔径面形数据，Ox为子孔径面形测量干涉仪单次测量输出的第一方向坐标值，Oy为干涉仪单次测量输出的第二方向坐标值，αi,j为第一方向上每个位置处移动平台发生倾斜改变的角度，βi,j为第二方向上每个位置处移动平台倾斜改变的角度；Δαi,j为第一方向上每个位置处相对于参考基础位置的倾斜角度差，Δβi,j为第二方向上每个位置处相对初值位置的倾斜角度差。

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法包括：移动平台仅在一个方向上移动，以进行一维自由面形子孔径拼接测量。

10.根据权利要求6至9中任一项所述的方法，其特征在于，在进行各测量步骤之前，将整套系统至于单独的隔离房间，封闭6小时以上。