中國科學院上海光學精密機械研究所精密光學制造與檢測中心在超精密光學大口徑復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，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的靈活性和精度，拓展了偏折測量技術在大口徑元件測量時遠距離測量的能力，為未來智能光學制造的發(fā)展打下基礎。相關成果發(fā)表于Optics Letters。 0W%@gs5d
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大口徑復雜曲面光學元件廣泛用于天文望遠鏡、X射線科學裝置和高能激光系統(tǒng)等領域，具有改善像質、提高光學性能和擴大視場等優(yōu)點，是精密光學的前沿熱門研究方向。偏折術測量具有的精度高、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)復雜光學表面高精度測量。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雜的特點要求測量光路過長而加劇了偏折術的位置-角度不確定問題，嚴重影響面形測量精度和測量系統(tǒng)的靈活性和穩(wěn)定性。 =-o'gL  
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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，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，并利用自適應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，所提波前編碼偏折術測量景深顯著提升，能夠對屏幕和被測表面同時在焦測量，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在被測表面和屏幕處的PSF基本一致。本研究通過光學調(diào)控和自適應解碼算法結合的方式，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。這對大口徑復雜表面遠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。 )}L??|#  
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相關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、中國科學院國際合作項目等項目的支持。 RJeSi`19T)  
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