光學(xué)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(xué)系統(tǒng)中最為核心的光學(xué)鏡面，其面形質(zhì)量的好壞直接影響著光學(xué)系統(tǒng)的整體性能。隨著科技的不斷發(fā)展，人們對(duì)光學(xué)系統(tǒng)性能的要求越來(lái)越高，不僅需要校正常見(jiàn)的像差還要能夠校正非共軸系統(tǒng)的離軸像差，同時(shí)還要求系統(tǒng)小型化。由球面或非球面構(gòu)成的傳統(tǒng)共軸光學(xué)系統(tǒng)，已逐漸無(wú)法滿足要求。在這樣的情況下，光學(xué)自由曲面元件應(yīng)運(yùn)而生。 aNz%vbh\  
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　　近年來(lái)，光學(xué)元件的研究熱點(diǎn)已經(jīng)慢慢地從非球面發(fā)展升級(jí)為自由曲面。相較傳統(tǒng)球面及非球面而言，光學(xué)自由曲面具有無(wú)與倫比的優(yōu)勢(shì)，設(shè)計(jì)自由度更大，變量個(gè)數(shù)多，表面自由度變化大，結(jié)構(gòu)靈活，可以突破傳統(tǒng)光學(xué)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(shí)簡(jiǎn)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，減少光學(xué)元件數(shù)量，減小光學(xué)系統(tǒng)體積和重量，滿足現(xiàn)代光學(xué)系統(tǒng)小型化高性能的要求，具有良好的應(yīng)用前景。光學(xué)自由曲面被美國(guó)羅切斯特大學(xué)的教授譽(yù)為新世紀(jì)以來(lái)光學(xué)領(lǐng)域的一次“革命”，將使光學(xué)行業(yè)產(chǎn)生重大變革。然而，由于面形復(fù)雜和非常大的曲率變化，給自由曲面的高精度檢測(cè)帶來(lái)很大困難，成為限制其高加工與更廣泛應(yīng)用的瓶頸。結(jié)構(gòu)光條紋檢測(cè)技術(shù)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、靈敏度高、動(dòng)態(tài)范圍大的特點(diǎn)，通過(guò)高精度的系統(tǒng)標(biāo)定可以獲得很高的測(cè)量精度，可以滿足自由光學(xué)曲面的高精度檢測(cè)需求。 f{J7a1 `_  
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　　中國(guó)科學(xué)院光電技術(shù)研究所先進(jìn)光學(xué)研制中心副研究員趙文川科研團(tuán)隊(duì)多年來(lái)一直致力于結(jié)構(gòu)光面形檢測(cè)技術(shù)的研究工作，將結(jié)構(gòu)光技術(shù)引入光學(xué)鏡面的面形檢測(cè)之中，提出了多種結(jié)構(gòu)光鏡面面形檢測(cè)方法，實(shí)現(xiàn)了對(duì)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(cè)。圖1所示為對(duì)一塊離軸非球面分別采用三坐標(biāo)機(jī)、結(jié)構(gòu)光和干涉儀進(jìn)行測(cè)量的結(jié)果。從圖中可以看出，此時(shí)已是三坐標(biāo)機(jī)測(cè)量精度的極限，結(jié)構(gòu)光技術(shù)與干涉儀的結(jié)果是一致的。 ,DjZDw  
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　　該結(jié)構(gòu)光面形檢測(cè)技術(shù)可擴(kuò)展應(yīng)用至汽車抬頭顯示系統(tǒng)HUD、手機(jī)屏幕等電子工業(yè)產(chǎn)品的在線面形檢測(cè)系統(tǒng)中，可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量的全檢，滿足工業(yè)生產(chǎn)廠商對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的嚴(yán)格控制要求。圖2所示為手機(jī)屏幕蓋板玻璃表面面形的檢測(cè)結(jié)果。圖3為汽車抬頭顯示系統(tǒng)HUD中一塊自由曲面反射鏡的檢測(cè)結(jié)果。 UkC\[$-"\  
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　　相關(guān)論文發(fā)表在《光電工程》2018年第7期上（趙文川, 周敏, 劉海濤, 等. 離軸非球面的條紋反射檢測(cè)技術(shù)[J]. 光電工程, 2018, 45(7): 170663. DOI:10.12086/oee.2018.170663）。 A,osrv  
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