一种消除光学元件干涉采样数据中随机误差的方法

摘要

一种消除光学元件干涉采样数据中随机误差的方法，涉及一种针对圆形口径光学元件面形误差检测方法的改进。利用信息处理技术对干涉仪所获取的光学元件的面形检测数据进行处理，采取改进的最小二乘方法确定检测数据的圆心位置，根据误差理论对多次检测数据作数据处理，消除随机误差影响，最终确定光学元件的面形。本发明通过对加工现场获得的包含多种随机误差的干涉数据的研究，提供了一条光学元件面形检测中消除随机误差影响的新方法，对高质量光学元件的检测与加工具有重要的应用价值。

说明书

技术领域

本发明涉及一种消除光学元件干涉采样数据中随机误差的方法，属于光学测试领域。

背景技术

在精密光学系统中光学元件的面形质量越来越受到关注，需要对元件表面的面形进行准确的测量。在利用干涉仪检测光学元件时，调整光路时元件的倾斜，元件表面的灰尘，环境的影响(特别是检测现场的振动)等因素都会给测量结果带来误差。目前，为了减少干涉时气流和振动的影响，通常采用主动抗振干涉技术等方法从仪器设计的角度来处理，但其效果不明显。

目前国内外研究光学元件的面形质量评价指标主要集中在峰谷值和均方根值两项指标上，以单次或多次测量数据中比较好的测量数据计算峰谷值和均方根值来评价光学元件的面形质量，但这种方法无法提供光学元件面形误差的准确分布，对加工过程中控制模型的确定带来困惑。而干涉仪的多次测量数据结果的行、列数有一定的差异，如果直接做算术平均对大口径的光学元件面形分布将带来较大的误差。因此如何统一多次测量数据的坐标位置，利用其算术平均值消除随机误差的影响尚属空白。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种消除光学元件干涉采样数据中随机误差的方法，该方法从误差理论出发，通过对干涉仪多次测量数据做归一化处理，求取多次测量数据的平均值作为真值，从而可以有效的消除随机误差的影响。

本发明的技术解决方案：消除光学元件干涉采样数据中随机误差的方法，其特征在于通过以下步骤完成：

(1)通过干涉仪获得被检圆形口径光学元件的面形数据，利用长度测量工具确定被测光学元件的被测范围，给出与干涉图中x，y方向(如图1所示)的测量数值；

(2)利用最小二乘法对光学元件面形数据消除倾斜项、常数项；

光学元件面形数据的倾斜项、常数项的消除可通过线性拟合函数y＝ax+b对测量数据做线性拟合，根据最小二乘拟合方法，可通过解正规方程组：