中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機械研究所精密光學(xué)制造與檢測中心在超精密光學(xué)大口徑復(fù)雜曲面的偏折測量中取得新進展。研究首次提出了波前編碼偏折測量技術(shù)，顯著提升測量景深，消除偏折測量中位置-角度不確定問題，實現(xiàn)無需精確對焦條件的高精度面形測量。該研究成果大大提高了偏折測量技術(shù)的靈活性和精度，拓展了偏折測量技術(shù)在大口徑元件測量時遠(yuǎn)距離測量的能力，為未來智能光學(xué)制造的發(fā)展打下基礎(chǔ)。相關(guān)成果發(fā)表于Optics Letters。 <D:.(AUeO  
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大口徑復(fù)雜曲面光學(xué)元件廣泛用于天文望遠(yuǎn)鏡、X射線科學(xué)裝置和高能激光系統(tǒng)等領(lǐng)域，具有改善像質(zhì)、提高光學(xué)性能和擴大視場等優(yōu)點，是精密光學(xué)的前沿?zé)衢T研究方向。偏折術(shù)測量具有的精度高、動態(tài)測量范圍大和抗干擾能力強等優(yōu)點，很有潛力實現(xiàn)復(fù)雜光學(xué)表面高精度測量。由于測量景深限制而無法同時對屏幕和被測表面聚焦，難以同時高精度地探測表面位置（依賴于表面探測單元的尺寸）和法向量（依賴于入射光線角度測量精度），所以存在著位置-角度不確定的問題。這類元件口徑大和面形復(fù)雜的特點要求測量光路過長而加劇了偏折術(shù)的位置-角度不確定問題，嚴(yán)重影響面形測量精度和測量系統(tǒng)的靈活性和穩(wěn)定性。 f({Ei`|  
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針對該問題，本文提出一種波前編碼偏折測量技術(shù)，通過優(yōu)化三次相位板來調(diào)控系統(tǒng)波前，在拓展景深內(nèi)呈現(xiàn)一致性響應(yīng)，并利用自適應(yīng)模糊核估計和反卷積算法進行精確波前解碼，實現(xiàn)無需精確對焦條件的高精度偏折測量。相比傳統(tǒng)偏折術(shù)，所提波前編碼偏折術(shù)測量景深顯著提升，能夠?qū)ζ聊缓捅粶y表面同時在焦測量，如圖1所示。本研究選擇使用三次相位板來調(diào)制波前相位，在拓展景深內(nèi)產(chǎn)生具有高度一致性的PSF。圖2說明了傳統(tǒng)偏折術(shù)在被測表面和屏幕處的PSF差異較大以及所提波前編碼偏折術(shù)在被測表面和屏幕處的PSF基本一致。本研究通過光學(xué)調(diào)控和自適應(yīng)解碼算法結(jié)合的方式，顯著提升測量景深范圍（拓展幾十倍），解決位置-角度不確定的問題。這對大口徑復(fù)雜表面遠(yuǎn)距離測量起到重要作用，能極大地放寬對焦要求，大大提高單目偏折測量的能力和適用范圍。 !zkZQ2{Wn  
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相關(guān)工作得到了中科院青年創(chuàng)新促進會、國家高層次青年人才項目、上海市揚帆計劃、中國科學(xué)院國際合作項目等項目的支持。
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