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2018-08-22 15:33 |
中科院光電所結構光技術實現(xiàn)自由曲面的高精度面形檢測
光學系統(tǒng)是現(xiàn)代科技探索與發(fā)現(xiàn)的“眼睛”，在現(xiàn)代文明的發(fā)展中扮演著舉足輕重的角色。作為光學系統(tǒng)中最為核心的光學鏡面，其面形質(zhì)量的好壞直接影響著光學系統(tǒng)的整體性能。隨著科技的不斷發(fā)展，人們對光學系統(tǒng)性能的要求越來越高，不僅需要校正常見的像差還要能夠校正非共軸系統(tǒng)的離軸像差，同時還要求系統(tǒng)小型化。由球面或非球面構成的傳統(tǒng)共軸光學系統(tǒng)，已逐漸無法滿足要求。在這樣的情況下，光學自由曲面元件應運而生。 K?.e |
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近年來，光學元件的研究熱點已經(jīng)慢慢地從非球面發(fā)展升級為自由曲面。相較傳統(tǒng)球面及非球面而言，光學自由曲面具有無與倫比的優(yōu)勢，設計自由度更大，變量個數(shù)多，表面自由度變化大，結構靈活，可以突破傳統(tǒng)光學元器件的限制，校正幾乎所有像差，有效提高系統(tǒng)性能的同時簡化系統(tǒng)結構，減少光學元件數(shù)量，減小光學系統(tǒng)體積和重量，滿足現(xiàn)代光學系統(tǒng)小型化高性能的要求，具有良好的應用前景。光學自由曲面被美國羅切斯特大學的教授譽為新世紀以來光學領域的一次“革命”，將使光學行業(yè)產(chǎn)生重大變革。然而，由于面形復雜和非常大的曲率變化，給自由曲面的高精度檢測帶來很大困難，成為限制其高加工與更廣泛應用的瓶頸。結構光條紋檢測技術具有結構簡單、成本低、靈敏度高、動態(tài)范圍大的特點，通過高精度的系統(tǒng)標定可以獲得很高的測量精度，可以滿足自由光學曲面的高精度檢測需求。 cu 9Qwm
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中國科學院光電技術研究所先進光學研制中心副研究員趙文川科研團隊多年來一直致力于結構光面形檢測技術的研究工作，將結構光技術引入光學鏡面的面形檢測之中，提出了多種結構光鏡面面形檢測方法，實現(xiàn)了對大口徑非球面、離軸非球面以及自由曲面的高精度面形檢測。圖1所示為對一塊離軸非球面分別采用三坐標機、結構光和干涉儀進行測量的結果。從圖中可以看出，此時已是三坐標機測量精度的極限，結構光技術與干涉儀的結果是一致的。
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