光学非球面面形检测与误差建模补偿

来源：计量学报杂志2025年第9期北京时间：

作者：王广谱, 黄强先, 刘慧洁, 程荣俊, 张祖杨, 李红莉, 张连生

摘要：建立了基于三坐标测量机（CMM）的接触式非球面透镜面形检测系统，对光轴方向与顶点确定、测球误差的模型建立与补偿等进行研究。采用微纳米CMM搭配三维谐振测头实现对非球面透镜的面形检测，为解决检测过程中光轴方向与顶点位置难以准确确定的问题，采用LM算法对光轴方向与顶点位置进行校正；其次，针对接触式检测中的测球球径的影响问题，建立误差修正模型以补偿检测过程中的测球误差。并通过实际检测公称面形误差 δ RMS为250 nm的非球面透镜面形来验证所提方法的有效性。 实验结果表明：经过光轴方向与顶点校正并补偿测球误差后，非球面透镜面形误差3次重复测量的结果分别为186 nm、184 nm、178 nm，重复性和一致性较好。克服了传统接触式测量方法中光轴方向与顶点难以确定和测球误差影响的问题，有效提高了非球面透镜面形测量的精度。

关键词：几何量计量,面形误差,非球面,光轴校正,测球误差,三坐标测量机,LM算法

基金资助：国家重点研发计划(2019YFB2004901)