项目名称：投影式光学非球面面形测试装置研究

项目来源：陕西省教育厅

项目编号：03JK170

1．检索词及检索策略

中文检索词及检索策略：

（1）（投影式*光学非球面*面形测试）OR（光学非球面*面形测试）

（2） 投影式*光学非球面*面形测试

（3）光学非球面*面形测试

中文数据库：

（1）中国学术期刊全文数据库（清华同方）         1999－

（2）中国优秀硕士学位论文全文数据库（清华同方） 1999－

（3）中国博士学位论文全文数据库（清华同方）     1999－

（4）中国学位会议论文库（万方数据）             1977－

（5）中国学术论文数据库（万方数据）             1977－

（6）维普中文期刊数据库                         1989-

（7）国家科技成果网（科学技术部）  http://www.nast.org.cn/ 1978－

（8）中国国家知识产权局网站        http://www.sipo.gov.cn  1985-          

（9）搜索引擎google               http://www.google.com

英文检索词及检索式：
（1） optical aspherical surface testing

（2）( projection*optical*aspherical*surface*testing)OR (optical*aspherical*surface*testing)

（3）( projection*optical*aspherical*surface*testing)
英文数据库：

（1）工程索引（EI-CPX）                          1970－

（2）美国博硕士论文数据库（PQDD－B）             1970－

（3）美国专利数据库 http://www.uspto.gov/patft/index.html  1976－

（4）Elsevier Science全文期刊库                  1995-

（5）SpringerLink期刊全文数据库

2．检索结果

针对查新项目，使用本报告中所述检索词和检索策略，对国内外相关专业的13个数据库（系统）及1个搜索引擎进行检索，检索到相关文献11篇，其中国内发表8篇，国外发表3篇。

（1）透射非球面计算全息检测技术的研究

《哈尔滨理工大学学报》       2005年04期

为了对透射型非球面镜的面形进行有效测量,提出采用计算全息干涉测量技术,用马赫-泽德干涉仪进行透射非球面镜测量,分析并推导了检测非球面用的计算全息的相位函数,并用Zernike多项式拟合计算全息,直接给出计算全息干涉图样,最后用ZEMAX光学设计软件对整个光学测量系统进行仿真分析与测试.仿真结果与实际的测量结果对比表明,用本文的方法可以对非球面透镜进行高精确度、低成本的测量.

（2）衍射型长程大型非球面轮廓测量仪

《光学学报》         2002年10期

分析了基于衍射准直技术的f θ系统的特点 ,在此基础上提出了一种新型长程面形仪用以实现对大型非球面光学表面 ,特别是同步辐射中掠入射光学元件的高精度轮廓测量。成功地研制了样机 ,目前新型长程面形仪样机的纵向扫描范围可达 370mm ,分辨率优于 025 μrad ,单点稳定性小于 07μrad/ 200s ,全程测量精度可达114 μrad ,全长扫描的重复精度为 009μrad。样机测试结果表明 ,新型长程面形仪轮廓测量方案能够胜任对第三代及后继同步辐射光源中各种非球面光学元件的轮廓测量任务

（3）大口径高次非球面高精度面形检测方法探讨

《光电工程》       1999年 S1期

总结了常用非球面光学元件的检验方法的分类及其特点，提出了满足大口径高次非球面的高精度检测方法的基本要求，重点分析了细光束干涉测试方法及其在大口径非球面高精度检测方面的应用

（4）非球面检测仪的研制

中国优秀硕士学位论文全文数据库

针对目前对非球面光学零件的需求和非球面检测技术的现状，探索一种操作简便、通用性强、检测精度高的检测仪器具有重要的实用价值。本文首先基于现阶段非球面的加工状况，提出了用接触式检测非球面的子午面面形曲线并与理论曲线相比较，从而得到非球面面形误差的检测原理，并根据该原理进行了机械结构的总体设计和电控系统的研究。电控系统采用上下位机串行通讯的控制方式，下位机以89C55为核心，驱动执行机构，并负责数据采集；上位机用VC++6.0作为开发平台，进行数据处理和图形显示。本检测仪器采用高精度的机械构件和光栅传感器，电控系统采集、接收、处理数据正确，因而能够达到设计的检测精度要求。

（5）一种高次光学非球面度的计算方法

《光电工程》    2004年06期

针对现有光学非球面度计算方法不统一的问题,在分析常用方法特点的基础上,对于高次光学非球面度的计算提出最小最大残差法。寻找最接近球面,使其沿法线方向与非球面的最大偏离量最小,此时的最大偏离量即为非球面的最大非球面度。该方法适于计算机编程,计算结果准确,且可完全统一二次曲面和高次非球面的非球面度计算。

（6）光学非球面面形测试仪软件研制

中国学位论文全文数据库

近年来,随着激光技术、电子技术和计算机技术的发展,发明了一种实时提取干涉图信息、直接测量波面位相分布的波面位相探测新技术,使光学非球面元件的面形测试精度大大提高,并且实现了波面的实时显示.该文研制了一套测量非球面面形的相移剪切干涉装置,面形检测精度:0.1μm.文中讨论了测量装置的整体方案,运用相移剪切干涉测试技术,对相移横向剪切干涉图进行了实时采集及处理,得到被测波面的一维波差分布图.用UML面向对象建模语言为非球面测试软件建立了数学模型,并在此基础上用VisualC++6.0开发工具开发了面向对象的C++应用程序,具有高效的面向对象的图形用户界面,好学易用,直观而且友好

（7）非球面面形检测的特征干涉图数字分析法

《浙江大学学报 （工学版）》 2000年01期

对干涉图的数字分析法进行了研究，首先，利用动态条纹扫描技术对干涉图进行数字分析，然后与理论计算结果相比较，从而获得面形误差数据，最后在改进型SPG-Ⅱ型激光数字波面干涉仪上进行实测验证，表明其测量精度可达λ/20(PV)。对非球面度较小的非球面面形，其检测可通过直接利用标准球面镜作为参考表面在干涉仪上获得“非球面特征干涉图”来实现。
    （8）非球面的光学测试技术

《南昌大学学报 （工科版）》    2003年第02期

介绍非球面及其相关知识,讨论了非球面光学检测的研究现状.按照测量原理的不同,对干涉法、阴影法、激光扫描法等几类典型的非球面测试技术进行了分析.通过比较各种方法的优缺点和适用范围,提出了在线检测小型非球面的研究方向.

（9）Aspherical surface testing by using spherical compensation

Proceedings of SPIE - The International Society for Optical Engineering, v 3749, 1999。

A technique for testing aspherical surfaces without the use of a null-corrector is described. The wave-front sensor for the detection of the aspherical wave-front is a Shack-Hartmann sensor which has a significantly expanded range of measurable wave-front slopes. The optical testing set-up, the used algorithm for the dynamic range expansion, and experimental results are presented in this paper.

（10）Testing large convex aspherical surface with computer-generated holography

Guangxue Xuebao/Acta Optica Sinica, v 23, n 10, October, 2003

It is difficult to use the back testing method to test the large aperture asphere component made with special material such as the SiC. To solve this problem, the CGH for the convex surface testing is discussed and the practical optical parameters are given. The sample is a convex surface with the aperture of 100 mm. The obtained result indicates the possibility of the binary optics used in the convex surface testing

（11）Measurement of aspheric optical surface by quantitative shadow method model developing with image-processing techniques

VDI Berichte, n 1860, 2004 

This article introduces a new method based on knife-edge test to quantitatively characterize local surface deformations of aspheric surface. A set-up of image processing under computer controlling is placed behind of traditional shadow measure device for recording and analyzing the images. Through picking up the characteristics of images, the relationship is determined between illumination levels changing and deformations of surface based on the Fourier Optics principle, and the aspheric surface under test can be reconstructed. The simulation date indicate that the RMS accuracy can reach about 1λ [Square Open] λ=632.8nm [Square Open] in one dimension for one parabolic surface under manufacture, therefore this method is efficient and economic for measuring and reconstructing surface in pre-polishing state.

3．查新结论

查到的文献主要报道了以下几种非球面面形检测方法：

（1）对透射型非球面面形采用全息干涉法，用马赫-泽德干涉仪进行透射非球面镜测量。

（2）针对径向较窄轴向较长的非球面面形采用衍射型长程大型非球面轮廓测量仪测量面形。

（3）对于大口径高次非球面面形采用细光束干涉测试法。

（4）用接触式检测非球面的子午面面形曲线并与理论曲线相比较，从而得到非球面面形误差的检测原理。

（5）经过被测非球面面形形成干涉图，对干涉图进行数字分析，得到面形误差。

检索结果表明国内外未见有与本研究内容密切相关的文献报道。国外有一篇内容相关报道