摘要：介紹了大口徑球面反射鏡曲率半徑的傳統(tǒng)測量方法，提出了利用組合測桿結合激光干涉儀測量球面反射鏡曲率半徑的新方法。首先利用激光干涉儀檢測球面反射鏡的面型，調整干涉儀與被測鏡的位置，使被測鏡達到零條紋干涉狀態(tài)，然后架設合理長度組合測桿，調整組合測桿靠近干涉儀端測量球頭的位置，使之達到零條紋干涉狀態(tài)，再使組合測桿另一端測頭與鏡面接觸完成測量，通過計算分析即可得到被測球面鏡的曲率半徑。對該方法的基本測量原理進行了研究分析，并對口徑為600mm的望遠鏡球面主鏡的曲率半徑進行了多次測量，測得其曲率半徑均值為2836.774mm，標準偏差為0.071。最后對該方法的測量不確定度進行了分析，找出了影響測量精度的主要因素，合成標準不確定度為0.061mm。

1.引言

光學球面曲率半徑的精密測量是光學加工檢測過程中的重要環(huán)節(jié)，作為大口徑球面反射鏡的一個重要參數，其曲率半徑的高精度測量是一個急待解決的關鍵技術。大口徑球面反射鏡曲率半徑一般都在數米量級，目前測量球面鏡曲率半徑的方法有球徑儀法、樣板法、刀口儀定焦米尺測量法、干涉儀結合光柵尺、激光跟蹤儀等，這些方法可以對一定范圍的曲率半徑進行測量，且使用方便，具有一定精度，但都有很多局限性。

球徑儀是測量小曲率半徑光學元件的首選，精度較高，但隨著曲率半徑的增大，精度迅速降低。樣板法對測量人員的操作經驗要求很高，屬于定性測量，從標準樣板復制精度，使用時樣板與被測鏡緊密接觸往往導致樣板受壓，曲率半徑發(fā)生變化，精度較低。刀口儀定焦精度很高，屬于非接觸測量，但是米尺測量精度很低，只能滿足毫米級精度的測量要求咱緣暫。干涉儀結合測長系統(tǒng)可以精確測量光學元件的曲率半徑，干涉儀標準鏡焦點在被測鏡球心和表面兩個位置會產生齊焦和貓眼干涉條紋，利用測長系統(tǒng)精確測量這兩個位置的距離即可得到被測鏡的曲率半徑。若使用光柵尺測量這兩個位置的距離，則需要長于曲率半徑的高精度光柵尺和導軌，不但成本昂貴，且配置復雜，長導軌占用空間，使用不方便。激光跟蹤儀是測量這兩個位置距離的理想儀器，但其價格昂貴，增加了檢測成本。

本文提出一種適用于測量大口徑球面反射鏡中長曲率半徑的新方法，該方法利用組合測桿結合激光干涉儀，在進行面型測量時使用，不增加過多的硬件成本、體積小，測量精度高，數據處理簡單，操作方便。

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