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摆臂式轮廓测量不同母线条数的敏感性分析

熊玲 罗霄 戚二辉 张峰 薛栋林 张学军

熊玲, 罗霄, 戚二辉, 张峰, 薛栋林, 张学军. 摆臂式轮廓测量不同母线条数的敏感性分析[J]. 红外与激光工程, 2018, 47(2): 217003-0217003(6). doi: 10.3788/IRLA201847.0217003
引用本文: 熊玲, 罗霄, 戚二辉, 张峰, 薛栋林, 张学军. 摆臂式轮廓测量不同母线条数的敏感性分析[J]. 红外与激光工程, 2018, 47(2): 217003-0217003(6). doi: 10.3788/IRLA201847.0217003
Xiong Ling, Luo Xiao, Qi Erhui, Zhang Feng, Xue Donglin, Zhang Xuejun. Sensitivity analysis of different scan arcs for swing arm profilometer test[J]. Infrared and Laser Engineering, 2018, 47(2): 217003-0217003(6). doi: 10.3788/IRLA201847.0217003
Citation: Xiong Ling, Luo Xiao, Qi Erhui, Zhang Feng, Xue Donglin, Zhang Xuejun. Sensitivity analysis of different scan arcs for swing arm profilometer test[J]. Infrared and Laser Engineering, 2018, 47(2): 217003-0217003(6). doi: 10.3788/IRLA201847.0217003

摆臂式轮廓测量不同母线条数的敏感性分析

doi: 10.3788/IRLA201847.0217003
基金项目: 

国家自然科学基金重点国际合作研究项目(61210015);国家自然科学基金青年科学基金(61605202)

详细信息
    作者简介:

    熊玲(1991-),女,博士生,主要从事大口径光学检测方面的研究。Email:xyznpp@126.com

  • 中图分类号: O439;TH72

Sensitivity analysis of different scan arcs for swing arm profilometer test

  • 摘要: 为了确定摆臂式轮廓检测大口径离轴非球面采用不同扫描线数时系统检测误差的敏感性,文中提出采用蒙特卡洛方法,建立了仿真分析的模型。对母线条数分别为8~120条的模式进行模拟检测,对系统噪声引入的面形误差进行Zernike多项式项拟合,统计分析得母线条数为8~39条时,系统噪声引入的低阶项检测误差随母线条数的增加而迅速降低;母线条数为40~70条时,引入低阶项检测误差降低缓慢;71~120条时,引入的低阶项检测误差几乎保持不变。结合实例,对一口径1 500 mm的离轴非球面反射镜进行实验,分别采用36条、72条和96条母线进行面形检测。36条母线检测误差相对较大,检测结果为7.73 m PV和0.68 m RMS;72条母线和96条母线检测结果十分接近,分别为5.755 m PV,0.568 m RMS和5.612 m PV,0.569 m RMS。验证了仿真分析结果的准确性,为摆臂式轮廓检测大口径离轴非球面中母线条数的优化选择提供了理论指导。
  • [1] Anderson D S, Parks R E. A versatile profilometer for the measurement of aspherics[C]//OFT Workshop Technical Digest, CA, 1990.
    [2] Anderson D S, Burge J H. Swing-arm profilometry of aspherics[C]//Proc SPIE, 1995, 2536:169-179.
    [3] Su P, Oh C J, Parks R E, et al. Swing arm optical CMM for aspherics[C]//Proc SPIE, 2009, 7426:74260J.
    [4] Burge J H. Fabrication and testing of 1.4-m convex off-axis aspheric optical surfaces[C]//Proc SPIE, 2009, 7426:7426L.
    [5] Zhang Peng, Li Jie, Yu Guoyu, et al. Development of swinging part profilometer for optics[C]//Optics and Measurement 2016 International Conference, 2016:101510B.
    [6] Wei Zhongwei. Study on the error separation for the rotary table of swing arm profilometer[D]. Chengdu:Institute of Optics and Electronics, Chinese Academy of Sciences, 2014:38-39. (in Chinese)魏中伟. 摆臂式轮廓仪工件转台误差分离技术研究[D]. 成都:中国科学院光电技术研究所, 2014:38-39.
    [7] Lin Chen, Jing Hongwei, Wei Zhongwei, et al. Research on the measurement technology of effective arm length of swing arm profilometer[C]//Proc SPIE, 2014, 9280:92800P.
    [8] Gao Mingxing, Jing Hongwei, Fan Tianquan, et al. Calibrating the axes of the swing arm profilometer by the four-based laser trackers[C]//Proc SPIE, 2015, 9623:96230M.
    [9] Jia Lide, Zheng Ziwen, Dai Yifan, et al. Principle and experiments of swing-arm profilometer[J]. Optics and Precision Engineering, 2007, 15(4):499-504. (in Chinese)贾立德, 郑子文, 戴一帆, 等. 摆臂式非球面轮廓仪的原理与试验[J]. 光学精密工程, 2007, 15(4):499-504.
    [10] Qi Erhui, Luo Xiao, Zheng Ligong, et al. Optical testing of large optical flat mirror with non-circular pupil based on scanning pentaprism technology[J]. Journal of Optoelectronics Laser, 2014, 25(7):1370-1375. (in Chinese)戚二辉, 罗霄, 郑立功, 等. 大口径非圆形光学平面的五棱镜扫描检测技术研究[J]. 光电子激光, 2014, 25(7):1370-1375.
    [11] Qi Erhui, Luo Xiao, Li Ming, et al. Error analysis of scanning pentaprism system in optical testing on large aperture flat mirror.[J] Infrared and Laser Engineering, 2015, 44(2):639-646. (in Chinese)戚二辉, 罗霄, 李明, 等. 五棱镜扫描技术检测大口径平面镜的误差分析[J]. 红外与激光工程, 2015, 44(2):639-646.
    [12] Xiong Ling, Luo Xiao, Liu Zhenyu, et al. Measurement of 2 m SiC aspheric mirror based on swing arm profilometer[J]. Acta Optica Sinica, 2015, 35(12):1212002. (in Chinese)熊玲, 罗霄, 刘振宇, 等. 2 m量级SiC非球面反射镜的摆臂轮廓检测[J]. 光学学报, 2015, 35(12):1212002.
  • [1] 胡斌, 李创, 相萌, 李亮亮, 戴昊斌, 姚佩, 李旭阳.  可展开空间光学望远镜技术发展及展望 . 红外与激光工程, 2021, 50(11): 20210199-1-20210199-16. doi: 10.3788/IRLA20210199
    [2] 彭建伟, 陈卫宁, 张高鹏, 方尧, 董森, 杨洪涛.  低照度宽幅航空相机系统设计 . 红外与激光工程, 2021, 50(12): 20210312-1-20210312-9. doi: 10.3788/IRLA20210312
    [3] 李响, 白东伟, 孟立新, 高亮, 安岩.  空间碎片探测与测距复合系统光学望远镜 . 红外与激光工程, 2021, 50(7): 20200464-1-20200464-10. doi: 10.3788/IRLA20200464
    [4] 王朋朋, 辛宏伟, 朱俊青, 王永宪, 沙巍, 陈长征.  长条反射镜及柔节的参数优化设计 . 红外与激光工程, 2021, 50(8): 20200493-1-20200493-6. doi: 10.3788/IRLA20200493
    [5] 孙熠璇, 罗世魁, 高超, 陈芳, 宗肖颖, 杜建祥, 刘子嘉, 白杰.  大口径空间反射镜的重力卸载优化方法 . 红外与激光工程, 2021, 50(1): 20200103-1-20200103-9. doi: 10.3788/IRLA20200103
    [6] 张凤芹, 窦莲英, 庞寿成, 李庆林.  空间遥感相机大口径变方位反射镜设计 . 红外与激光工程, 2020, 49(7): 20200008-1-20200008-7. doi: 10.3788/IRLA20200008
    [7] 王克军, 董吉洪, 周平伟, 王晓宇, 姜萍.  空间遥感器反射镜背部支撑结构设计 . 红外与激光工程, 2019, 48(7): 718004-0718004(11). doi: 10.3788/IRLA201948.0718004
    [8] 王小勇, 张博文, 郭崇岭, 刘湃.  3 m口径空间反射镜的参数优化 . 红外与激光工程, 2019, 48(S1): 205-210. doi: 10.3788/IRLA201948.S118002
    [9] 张博文, 王小勇, 赵野, 杨佳文.  天基大口径反射镜支撑技术的发展 . 红外与激光工程, 2018, 47(11): 1113001-1113001(9). doi: 10.3788/IRLA201847.1113001
    [10] 王若秋, 张志宇, 薛栋林, 张学军.  用于空间望远镜的大口径高衍射效率薄膜菲涅尔衍射元件 . 红外与激光工程, 2017, 46(9): 920001-0920001(8). doi: 10.3788/IRLA201746.0920001
    [11] 廖雅香, 张均营, 余凯, 薛春来, 李传波, 成步文.  SiGe/Si单光子雪崩光电二极管仿真 . 红外与激光工程, 2016, 45(5): 520004-0520004(3). doi: 10.3788/IRLA201645.0520004
    [12] 张鑫, 罗霄, 闫力松, 张峰, 张学军.  三角机加工大口径离轴抛物面技术 . 红外与激光工程, 2016, 45(8): 819001-0819001(5). doi: 10.3788/IRLA201645.0819001
    [13] 王孝坤.  利用三坐标测量仪拼接检测大口径非球面面形 . 红外与激光工程, 2014, 43(10): 3410-3415.
    [14] 李响, 张晓辉.  基于五棱镜的大型平行光管焦面监测技术及误差修正方法 . 红外与激光工程, 2014, 43(7): 2251-2256.
    [15] 王孝坤.  异形口径离轴非球面光学加工与测试技术 . 红外与激光工程, 2014, 43(9): 2959-2963.
    [16] 王孝坤.  大口径凸非球面反射镜子孔径拼接检测 . 红外与激光工程, 2013, 42(3): 716-722.
    [17] 佟惠原, 马勇辉, 逯祎, 朱小芳.  大口径空间滤波调制红外光谱仪定标方法 . 红外与激光工程, 2013, 42(3): 569-573.
    [18] 王伟, 徐敏, 李洪玉, 于国域.  大口径导光板抛光及其功率谱密度分析 . 红外与激光工程, 2013, 42(4): 982-987.
    [19] 姜凯, 周泗忠, 王艳彬, 段晶, 赵睿, 张恒金.  大口径离轴折反式中波红外连续变焦系统设计 . 红外与激光工程, 2013, 42(9): 2467-2471.
    [20] 郭玲玲, 张星祥, 张立国, 任建岳.  离轴非球面镜检测中坐标系偏差对参数拟合的影响 . 红外与激光工程, 2013, 42(10): 2800-2804.
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出版历程
  • 收稿日期:  2017-02-06
  • 修回日期:  2017-03-15
  • 刊出日期:  2018-02-25

摆臂式轮廓测量不同母线条数的敏感性分析

doi: 10.3788/IRLA201847.0217003
    作者简介:

    熊玲(1991-),女,博士生,主要从事大口径光学检测方面的研究。Email:xyznpp@126.com

基金项目:

国家自然科学基金重点国际合作研究项目(61210015);国家自然科学基金青年科学基金(61605202)

  • 中图分类号: O439;TH72

摘要: 为了确定摆臂式轮廓检测大口径离轴非球面采用不同扫描线数时系统检测误差的敏感性,文中提出采用蒙特卡洛方法,建立了仿真分析的模型。对母线条数分别为8~120条的模式进行模拟检测,对系统噪声引入的面形误差进行Zernike多项式项拟合,统计分析得母线条数为8~39条时,系统噪声引入的低阶项检测误差随母线条数的增加而迅速降低;母线条数为40~70条时,引入低阶项检测误差降低缓慢;71~120条时,引入的低阶项检测误差几乎保持不变。结合实例,对一口径1 500 mm的离轴非球面反射镜进行实验,分别采用36条、72条和96条母线进行面形检测。36条母线检测误差相对较大,检测结果为7.73 m PV和0.68 m RMS;72条母线和96条母线检测结果十分接近,分别为5.755 m PV,0.568 m RMS和5.612 m PV,0.569 m RMS。验证了仿真分析结果的准确性,为摆臂式轮廓检测大口径离轴非球面中母线条数的优化选择提供了理论指导。

English Abstract

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