【摘要】：由于傳統(tǒng)的均方根方法在評價大口徑反射鏡時難以精確表達(dá)光學(xué)表面的中空間頻率誤差,本文提出了基于斜率均方根(SlopeRms)的誤差評價方法來評價光學(xué)表面面形。該方法先以Zernike多項式擬合光學(xué)表面面形,在此基礎(chǔ)上求解不同空間間隔上的斜率均方根。這種評價方法可以很好地區(qū)分小尺寸磨削工具造成的誤差和大口徑反射鏡在多點支撐下造成的面形誤差。文中建立了SlopeRms的數(shù)學(xué)模型,推導(dǎo)了SlopeRms的計算方法,并以此方法為基礎(chǔ)對30m望遠(yuǎn)鏡(TMT)三鏡面形進(jìn)行了評價。結(jié)果顯示,采用斜率均方根的評價方法得到的光學(xué)表面面形值達(dá)到0.9μrad,優(yōu)于傳統(tǒng)的RMS評價方法(RMS=115nm),滿足設(shè)計要求。結(jié)果顯示,基于斜率均方根的誤差評價方法能更加全面和客觀地評價大口徑反射鏡面形,具有實際意義。
[Abstract]:Because the traditional RMS method is difficult to accurately express the middle spatial frequency error of optical surface in the evaluation of large aperture reflector, this paper presents an error evaluation method based on slope root mean square (SlopeRms) to evaluate the surface shape of optical surface. Firstly, the Zernike polynomial is used to fit the surface shape of the optical surface, and on this basis, the root mean square (RMS) of slope at different spatial intervals is solved. This method can well distinguish the errors caused by small grinding tools from those caused by large aperture mirrors under multi-point support. In this paper, the mathematical model of SlopeRms is established, the calculation method of SlopeRms is deduced, and the (TMT) three-mirror shape of 30m telescope is evaluated on the basis of this method. The results show that the optical surface shape obtained by the slope RMS method is better than the traditional RMS evaluation method (RMS=115nm), which meets the design requirements. The results show that the error evaluation method based on the slope root mean square can evaluate the large aperture reflection mirror more comprehensively and objectively, which is of practical significance.
【作者單位】： 中國科學(xué)院
【基金】：中科院三期創(chuàng)新工程資助項目
【分類號】：TH743

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前7條

1 張麗敏;張斌;楊飛;明名;;主動光學(xué)系統(tǒng)力促動器的設(shè)計和測試[J];光學(xué)精密工程;2012年01期

2 張偉,劉劍峰,龍夫年,王治樂;基于Zernike多項式進(jìn)行波面擬合研究[J];光學(xué)技術(shù);2005年05期

3 畢勇;翟嘉;吳金虎;胡企千;;一種光學(xué)儀器鏡面面形的處理方法[J];光學(xué)技術(shù);2009年01期

4 林旭東;劉欣悅;王建立;王富國;衛(wèi)沛鋒;;137單元變形鏡的性能測試及校正能力實驗[J];光學(xué)精密工程;2013年02期

5 王棟;楊洪波;陳長征;;光學(xué)表面面形的計算機仿真[J];計算機仿真;2007年02期

6 邵亮;楊飛;王富國;吳小霞;;1.2m輕量化SiC主鏡支撐系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計[J];中國光學(xué);2012年03期

7 張景旭;;地基大口徑望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)結(jié)構(gòu)技術(shù)綜述[J];中國光學(xué);2012年04期

【共引文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 朱彬;羊毅;龐金祥;賈清虎;;光機一體化仿真系統(tǒng)開發(fā)[J];電光與控制;2012年07期

2 呂保斌;楊利華;馬臻;李英才;;光學(xué)窗口形變對平行光管像質(zhì)影響[J];光電技術(shù)應(yīng)用;2009年02期

3 王瑞林;張麗霞;邢廷文;;不同針孔直徑下衍射波面的標(biāo)量和矢量分析[J];光電技術(shù)應(yīng)用;2011年06期

4 沙巍;張星祥;陳長征;許艷軍;任建岳;;圓形反射鏡無隙支撐方法的應(yīng)用[J];光學(xué)精密工程;2010年10期

5 畢勇;翟嘉;吳金虎;胡企千;;一種光學(xué)儀器鏡面面形的處理方法[J];光學(xué)技術(shù);2009年01期

6 劉永奇;吳金虎;胡明勇;馬驥;;1.5m級大口徑標(biāo)準(zhǔn)鏡面支撐系統(tǒng)的研究[J];光學(xué)技術(shù);2011年04期

7 李慶國;權(quán)貴秦;馬衛(wèi)紅;;一種快速檢測非球面面形的新方法[J];光學(xué)儀器;2008年01期

8 謝開貴;曹侃;歐陽穩(wěn);萬勇建;陳民鈾;;應(yīng)力盤面形變化量與驅(qū)動器策動力間的多元統(tǒng)計模型[J];電子科技大學(xué)學(xué)報;2012年04期

9 楊世海;;大口徑光學(xué)望遠(yuǎn)鏡油墊非線性干擾的檢測與抑制[J];光學(xué)精密工程;2013年02期

10 李莉;李剛;齊曉慧;劉秉琦;徐春梅;;光學(xué)系統(tǒng)像差的剪切干涉圖樣仿真[J];光學(xué)儀器;2013年01期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 劉強;利用快速刀具伺服車削光學(xué)自由曲面的研究[D];吉林大學(xué);2012年

2 鞏盾;溫度對遙感器光學(xué)系統(tǒng)成像質(zhì)量的影響[D];中國科學(xué)院研究生院（長春光學(xué)精密機械與物理研究所）;2010年

3 陳新東;應(yīng)用于空間相機的主動變形鏡研究[D];中國科學(xué)院研究生院（長春光學(xué)精密機械與物理研究所）;2012年

4 權(quán)貴秦;光干涉法檢測光學(xué)非球面面形研究[D];西安電子科技大學(xué);2012年

5 陳欽芳;離軸非球面反射鏡檢測技術(shù)的研究[D];中國科學(xué)院研究生院(西安光學(xué)精密機械研究所);2011年

6 肖前進(jìn);諧波傳動式電動舵機多級滑�？刂萍胺蔷�性補償研究[D];中國科學(xué)院研究生院（長春光學(xué)精密機械與物理研究所）;2013年

7 倪磊;紅外材料低溫折射率測量技術(shù)研究[D];中國科學(xué)院研究生院（光電技術(shù)研究所）;2013年

8 周虹;雙壓電片變形反射鏡研制與應(yīng)用研究[D];中國科學(xué)院研究生院（光電技術(shù)研究所）;2013年

9 郭亮;基于靈敏度分析的空間高光譜成像儀熱控制技術(shù)研究[D];中國科學(xué)院研究生院（長春光學(xué)精密機械與物理研究所）;2013年

10 倫寶利;大口徑天文光學(xué)望遠(yuǎn)鏡主鏡鍍膜的研究[D];中國科學(xué)院研究生院（云南天文臺）;2013年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 尚紅波;超短脈沖激光時空特性的仿真研究[D];浙江大學(xué);2011年

2 周智強;光學(xué)自由曲面設(shè)計數(shù)據(jù)共享及軟件開發(fā)[D];吉林大學(xué);2011年

3 李燦;全光二維負(fù)反饋系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D];重慶大學(xué);2011年

4 司麗娜;用于激光發(fā)射的水平跟蹤架四通設(shè)計與分析[D];中國科學(xué)院研究生院（長春光學(xué)精密機械與物理研究所）;2010年

5 朱進(jìn);光學(xué)自由曲面面形描述方法和光線追跡模型的研究[D];南京理工大學(xué);2012年

6 鄭顯鋒;基于相移干涉的大平面測量關(guān)鍵技術(shù)研究[D];西安工業(yè)大學(xué);2012年

7 王響;反射式準(zhǔn)直系統(tǒng)設(shè)計與檢測[D];長春理工大學(xué);2007年

8 高端貴;高分辨率全視場光學(xué)相干層析術(shù)研究[D];南京理工大學(xué);2007年

9 于偉莉;激光光斑中心位置計算方法的研究[D];長春理工大學(xué);2008年

10 溫敬陽;光機熱集成分析方法與技術(shù)研究[D];西安電子科技大學(xué);2008年

【二級參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 于洋,曹根瑞;主動光學(xué)反射鏡面形的校正能力及其優(yōu)化設(shè)計[J];北京理工大學(xué)學(xué)報;2003年02期

2 李東源;國外的地基對空間目標(biāo)光電探測系統(tǒng)淺析[J];光電對抗與無源干擾;2003年01期

3 李穎,張占月,方秀花;空間目標(biāo)監(jiān)視系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀及展望[J];國際太空;2004年06期

4 鄢靜舟,雷凡,周必方,高志強;用Zernike多項式進(jìn)行波面擬合的幾種算法[J];光學(xué)精密工程;1999年05期

5 單寶忠,王淑巖,牛憨笨,劉頌豪;Zernike多項式擬合方法及應(yīng)用[J];光學(xué)精密工程;2002年03期

6 李國平,苗新利;一種微位移促動器的設(shè)計和檢測[J];光學(xué)精密工程;2005年03期

7 王富國;楊洪波;趙文興;楊飛;;1.2m SiC主鏡輕量化設(shè)計與分析[J];光學(xué)精密工程;2009年01期

8 李宏壯;林旭東;劉欣悅;王富國;楊飛;明名;王建立;韓昌元;;400mm薄鏡面主動光學(xué)實驗系統(tǒng)[J];光學(xué)精密工程;2009年09期

9 吳清文;鏡面面型誤差的曲面方程處理方法[J];光學(xué)精密工程;1998年06期

10 李賢輝,吳清文,楊洪波;光學(xué)工程分析中的鏡面面形處理新方法[J];光學(xué)技術(shù);2003年06期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 寧禹;雙壓電片變形反射鏡的性能分析與應(yīng)用研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2008年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 李賢輝;光機集成有限元分析光學(xué)面形后處理研究與實現(xiàn)[D];中國科學(xué)院研究生院（長春光學(xué)精密機械與物理研究所）;2004年

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 王孝坤;鄭立功;張斌智;閆鋒;張忠玉;張學(xué)軍;;子孔徑拼接干涉測量一大口徑雙曲面(英文)[J];紅外與激光工程;2009年01期

2 王孝坤;鄭立功;張斌智;李銳鋼;張忠玉;張峰;張學(xué)軍;;子孔徑拼接檢測大口徑非球面技術(shù)的研究[J];應(yīng)用光學(xué);2009年02期

3 潘君驊;談?wù)劰鈱W(xué)檢測的指導(dǎo)思想[J];光學(xué)與光電技術(shù);2004年06期

4 謝本超,盧振武,李鳳有;近柱面中頻面形檢測中曲面擬合法精度問題研究[J];物理學(xué)報;2005年07期

5 李新南;張明意;;大口徑光學(xué)平面的子孔徑拼接檢驗研究[J];光學(xué)技術(shù);2006年04期

6 王孝坤;鄭立功;;中心遮攔光學(xué)元件檢測中調(diào)整誤差的精確去除[J];激光與光電子學(xué)進(jìn)展;2010年09期

7 劉龍;孟光;;電子散斑干涉無損檢測技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀[J];無損檢測;2006年01期

8 黃柳賓;;基于小波變換的全光纖微位移干涉測量儀[J];科學(xué)技術(shù)與工程;2007年21期

9 張宏亮;王勤;;干涉儀及其在光學(xué)檢測中的應(yīng)用[J];科技信息;2007年01期

10 汪利華;吳時彬;侯溪;匡龍;曹學(xué)東;;子孔徑拼接干涉檢測大口徑平面波前[J];光電工程;2009年06期

相關(guān)會議論文 前10條

1 陳偉;姚漢民;伍凡;朋漢林;吳時彬;;用于圓形口徑光學(xué)元件的功率譜密度檢測[A];2006年全國光電技術(shù)學(xué)術(shù)交流會會議文集（B 光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計與制造技術(shù)專題）[C];2006年

2 翁興濤;何平安;李松;高俊玲;;角錐棱鏡的直角面面形問題[A];2000年全國測繪儀器綜合學(xué)術(shù)年會論文集[C];2000年

3 徐建程;許喬;鄧燕;柴立群;;干涉儀系統(tǒng)傳遞函數(shù)的理論分析[A];提高全民科學(xué)素質(zhì)、建設(shè)創(chuàng)新型國家——2006中國科協(xié)年會論文集（下冊）[C];2006年

4 鄧燕;徐建程;石琦凱;柴立群;何祖斌;;不同形狀孔徑波前擬合分析[A];提高全民科學(xué)素質(zhì)、建設(shè)創(chuàng)新型國家——2006中國科協(xié)年會論文集（下冊）[C];2006年

5 陳偉;伍凡;;干涉檢測數(shù)據(jù)抗振動影響的方法研究[A];高精度幾何量光電測量與校準(zhǔn)技術(shù)研討會論文集[C];2008年

6 徐加山;郭航;;微型超聲手術(shù)刀的振動檢測技術(shù)[A];Proceedings of the 2010 Symposium on Piezoelectricity,Acoustic Waves and Device Applications[C];2010年

7 楊鵬;伍凡;侯溪;;影響干涉儀精度的主要誤差分析[A];2009年先進(jìn)光學(xué)技術(shù)及其應(yīng)用研討會論文集（上冊）[C];2009年

8 俞敏;楊力;;基于nRF2401的光學(xué)在線檢測系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[A];2008中國儀器儀表與測控技術(shù)進(jìn)展大會論文集（Ⅲ）[C];2008年

9 潘永強;杭凌俠;彌謙;;柵網(wǎng)式離子能量分析儀的研究[A];中國真空學(xué)會2006年學(xué)術(shù)會議論文摘要集[C];2006年

10 李杰;吳時彬;伍凡;匡龍;曹學(xué)東;;大口徑光學(xué)鏡研磨階段面形檢測技術(shù)研究[A];2009年先進(jìn)光學(xué)技術(shù)及其應(yīng)用研討會論文集（上冊）[C];2009年

相關(guān)重要報紙文章 前2條

1 北京奧博泰科技有限公司 張哲民;鍍膜玻璃在線光學(xué)檢測[N];中國建材報;2006年

2 陳琳;韋博太空望遠(yuǎn)鏡：比哈勃看得更遠(yuǎn)[N];中國礦業(yè)報;2007年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前6條

1 岳巾英;復(fù)眼衍射望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)的性能檢測[D];中國科學(xué)院研究生院（長春光學(xué)精密機械與物理研究所）;2010年

2 陳華;高精度面形檢測中環(huán)境擾動因素分析[D];中國科學(xué)院研究生院（長春光學(xué)精密機械與物理研究所）;2011年

3 劉振宇;大口徑非球面反射鏡組合加工技術(shù)駐留時間算法研究[D];中國科學(xué)院研究生院（長春光學(xué)精密機械與物理研究所）;2013年

4 王道檔;高精度點衍射球面干涉檢測技術(shù)及系統(tǒng)研究[D];浙江大學(xué);2012年

5 邵晶;點衍射干涉儀基準(zhǔn)波前質(zhì)量測評研究[D];中國科學(xué)院研究生院（長春光學(xué)精密機械與物理研究所）;2013年

6 王書新;2m量級空間反射鏡組件設(shè)計與優(yōu)化[D];中國科學(xué)院研究生院（長春光學(xué)精密機械與物理研究所）;2013年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 朱愛敏;全息校正望遠(yuǎn)鏡主鏡像差的機理及實驗研究[D];蘇州大學(xué);2008年

2 馬力;多表面干涉波面復(fù)原技術(shù)研究[D];南京理工大學(xué);2013年

3 趙兵;瑞奇—康芒檢驗與面形評價方法研究[D];南京理工大學(xué);2009年

4 梁麗萍;利用空間載頻外差干涉術(shù)在平面干涉儀上實現(xiàn)大曲率光學(xué)零件的檢測[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2007年

5 許肖杰;便攜式余氯測量儀的開發(fā)設(shè)計[D];浙江大學(xué);2005年

6 曾生躍;子孔徑拼接工作站設(shè)計及其關(guān)鍵技術(shù)研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2008年

7 劉力;Fery棱鏡特性及應(yīng)用研究[D];蘇州大學(xué);2013年

8 鄺先飛;基于分光棱鏡式的多光譜成像系統(tǒng)研究[D];江西農(nóng)業(yè)大學(xué);2011年

9 夏瑜;準(zhǔn)各向同性CFRP反射鏡非球面主動成形的研究[D];蘇州大學(xué);2012年

10 梁彪;二氧化碳探測儀光譜儀系統(tǒng)光機結(jié)構(gòu)設(shè)計及分析[D];中國科學(xué)院研究生院（長春光學(xué)精密機械與物理研究所）;2011年

，

本文編號：2330715