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(jié)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(diào)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(shè)合理長度組合測桿，調(diào)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)不確定度為0.061mm。

1.引言

光學(xué)球面曲率半徑的精密測量是光學(xué)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(shù)，其曲率半徑的高精度測量是一個急待解決的關(guān)鍵技術(shù)。大口徑球面反射鏡曲率半徑一般都在數(shù)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(jié)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(xué)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(jīng)驗要求很高，屬于定性測量，從標(biāo)準(zhǔn)樣板復(fù)制精度，使用時樣板與被測鏡緊密接觸往往導(dǎo)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(jié)合測長系統(tǒng)可以精確測量光學(xué)元件的曲率半徑，干涉儀標(biāo)準(zhǔn)鏡焦點在被測鏡球心和表面兩個位置會產(chǎn)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(dǎo)軌，不但成本昂貴，且配置復(fù)雜，長導(dǎo)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(jié)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(shù)據(jù)處理簡單，操作方便。

......

 點此下載全文內(nèi)容：大口徑球面反射鏡曲率半徑的精確測量.rar (973 K)