專利名稱：相位復(fù)原測(cè)試過(guò)程中消除系統(tǒng)誤差的絕對(duì)標(biāo)定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光學(xué)測(cè)試過(guò)程中系統(tǒng)誤差的標(biāo)定領(lǐng)域，具體涉及一種相位復(fù)原測(cè)試過(guò)程中消除系統(tǒng)誤差的絕對(duì)標(biāo)定方法。
背景技術(shù)：
應(yīng)用相位復(fù)原技術(shù)進(jìn)行光學(xué)波前測(cè)試是一種被廣泛應(yīng)用的光學(xué)測(cè)試技術(shù)。它利用星點(diǎn)圖像與光學(xué)波前之間的數(shù)學(xué)關(guān)系，通過(guò)采集分析星點(diǎn)圖像，獲得光學(xué)波前信息。星點(diǎn)圖像的尺寸一般很小，由于傳感器像元尺寸的限制，為了獲得采集的星點(diǎn)圖像具有足夠的采樣率，一般需要在傳感器之前加入光學(xué)放大系統(tǒng)，將星點(diǎn)圖像放大后成像到傳感器上。而添加的光學(xué)放大系統(tǒng)并不是理想光學(xué)系統(tǒng)，它的誤差會(huì)對(duì)測(cè)試結(jié)果引入系統(tǒng)誤差。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種相位復(fù)原測(cè)試過(guò)程中消除系統(tǒng)誤差的絕對(duì)標(biāo)定方法，該方法通過(guò)對(duì)不同狀態(tài)下的測(cè)量值進(jìn)行差值分析，最終消除系統(tǒng)誤差，獲得真實(shí)的波前信息。本發(fā)明解決技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案如下:相位復(fù)原測(cè)試過(guò)程中消除系統(tǒng)誤差的絕對(duì)標(biāo)定方法，該方法包括如下步驟:步驟一:將光學(xué)放大系統(tǒng)和傳感器放置在精密調(diào)整機(jī)構(gòu)上，調(diào)整精密調(diào)整機(jī)構(gòu)，測(cè)量波前信息，并將此位置設(shè)定為初始位置；步驟二:再次調(diào)整精密調(diào)整機(jī)構(gòu)至以初始位置星點(diǎn)圖像的焦面為中心做X方向偏移Λχ、以初始位置星點(diǎn)圖像的焦面為中心做Y方向偏移Ay和以初始位置波前光軸為軸旋轉(zhuǎn)Λ Θ，三個(gè)不同的位置并進(jìn)行測(cè)量；步驟三:將不同位置的測(cè)量結(jié)果使用澤尼克多項(xiàng)式擬合，考慮系統(tǒng)誤差的影響，所有波前相位的測(cè)量結(jié)果由系統(tǒng)誤差和真實(shí)波前組成；步驟四:將不同位置的三次波前相位測(cè)量結(jié)果分別減去初始位置的波前相位測(cè)量結(jié)果，建立方程，利用剪切波前求解方法，求解澤尼克系數(shù)，獲得真實(shí)的被測(cè)波前信息。本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明通過(guò)采用絕對(duì)標(biāo)定的方式，完全消除光學(xué)放大系統(tǒng)弓I入的系統(tǒng)誤差，實(shí)現(xiàn)高精度檢測(cè)。


圖1相位復(fù)原測(cè)試過(guò)程中采集星點(diǎn)圖像的裝置。圖2本發(fā)明相位復(fù)原測(cè)試過(guò)程中消除系統(tǒng)誤差的絕對(duì)標(biāo)定方法在不同位置處進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的示意圖。圖3本發(fā)明相位復(fù)原測(cè)試過(guò)程中消除系統(tǒng)誤差的絕對(duì)標(biāo)定方法在不同位置處測(cè)量獲得的波前信息與初始位置測(cè)量獲得的波前信息之間的位置關(guān)系。其中:1、光學(xué)放大系統(tǒng)，2、傳感器，3、精密五維調(diào)整架和4、光學(xué)采集系統(tǒng)。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。相位復(fù)原測(cè)試過(guò)程中消除系統(tǒng)誤差的絕對(duì)標(biāo)定方法，該方法包括如下步驟:步驟一:如圖1所示，光學(xué)采集系統(tǒng)4包括光學(xué)放大系統(tǒng)I和傳感器2將光學(xué)采集系統(tǒng)4放置在精密五維調(diào)整架3上，調(diào)整精密五維調(diào)整架3，選定當(dāng)前位置為初始位置，測(cè)量當(dāng)前位置的波前信息；步驟二:再次調(diào)整精密五維調(diào)整架3使光學(xué)采集系統(tǒng)4至不同的位置狀態(tài)分別進(jìn)行測(cè)量，如圖2所示，這些不同的位置狀態(tài)包括以下幾個(gè)位置:以初始位置星點(diǎn)圖像的焦面為中心做X方向偏移A x、以初始位置星點(diǎn)圖像的焦面為中心做Y方向偏移A y和以初始位置波前光軸為軸旋轉(zhuǎn)△ 9，三個(gè)不同的位置并進(jìn)行測(cè)量；X或Y方向偏移需要保證偏移后與初始位置之間有重疊的部分，如圖3所示，為保證測(cè)試精度，偏移量在10% 20%之間；步驟三，將不同位置的測(cè)量結(jié)果使用澤尼克多項(xiàng)式擬合，測(cè)試結(jié)果被表示成澤尼克多項(xiàng)式線性組合的方式，去除測(cè)試結(jié)果中的傾斜和離焦，考慮系統(tǒng)誤差的影響，有如下公式表不:
權(quán)利要求
1.相位復(fù)原測(cè)試過(guò)程中消除系統(tǒng)誤差的絕對(duì)標(biāo)定方法，其特征在于，該方法包括如下步驟: 步驟一:將光學(xué)放大系統(tǒng)和傳感器放置在精密調(diào)整機(jī)構(gòu)上，調(diào)整精密調(diào)整機(jī)構(gòu)，測(cè)量波前信息，并將此位置設(shè)定為初始位置； 步驟二:再次調(diào)整精密調(diào)整機(jī)構(gòu)至以初始位置星點(diǎn)圖像的焦面為中心做X方向偏移Ax、以初始位置星點(diǎn)圖像的焦面為中心做Y方向偏移Ay和以初始位置波前光軸為軸旋轉(zhuǎn)A 0，三個(gè)不同的位置并進(jìn)行測(cè)量； 步驟三:將不同位置的測(cè)量結(jié)果使用澤尼克多項(xiàng)式擬合，考慮系統(tǒng)誤差的影響，所有波前相位的測(cè)量結(jié)果由系統(tǒng)誤差和真實(shí)波前組成； 步驟四:將不同位置的三次波前相位測(cè)量結(jié)果分別減去初始位置的波前相位測(cè)量結(jié)果，建立方程，利用剪切波前求解方法，求解澤尼克系數(shù)，獲得真實(shí)的被測(cè)波前信息。
2.如權(quán)利要求1所述的相位復(fù)原測(cè)試過(guò)程中消除系統(tǒng)誤差的絕對(duì)標(biāo)定方法，其特征在于，所述步驟二中偏移和旋轉(zhuǎn)量在10%-20%之間。
全文摘要
相位復(fù)原測(cè)試過(guò)程中消除系統(tǒng)誤差的絕對(duì)標(biāo)定方法，涉及光學(xué)測(cè)試過(guò)程中系統(tǒng)誤差的標(biāo)定領(lǐng)域，該方法通過(guò)對(duì)不同狀態(tài)下的測(cè)量值進(jìn)行差值分析，最終消除系統(tǒng)誤差，獲得真實(shí)的波前信息。該方法包括將光學(xué)采集系統(tǒng)放置在精密調(diào)整機(jī)構(gòu)上，測(cè)量相應(yīng)的波前信息，并將當(dāng)前位置設(shè)為初始位置，再次調(diào)整精密調(diào)整機(jī)構(gòu)使光學(xué)采集系統(tǒng)至不同的位置狀態(tài)分別進(jìn)行測(cè)量；將不同位置的測(cè)量結(jié)果使用澤尼克多項(xiàng)式擬合，分別減去初始位置的波前相位測(cè)量結(jié)果，建立方程，求解澤尼克系數(shù)，獲得真實(shí)的被測(cè)波前信息。本發(fā)明通過(guò)采用絕對(duì)標(biāo)定的方式，完全消除光學(xué)放大系統(tǒng)引入的系統(tǒng)誤差，實(shí)現(xiàn)高精度檢測(cè)。
文檔編號(hào)G01J9/00GK103207023SQ20131008610
公開日2013年7月17日 申請(qǐng)日期2013年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月18日
發(fā)明者馬冬梅, 邵晶 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所