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第
42
卷第
7
期
2010
年
7
月
哈尔滨工业大学学报
Vol.42
No.7
July
2010
JOURNAL O
F.
HARBIN INSTITUTE
OF
TECHNOLOGY
超大口径凹非球面反
的动态干涉测
技术
张伟，王望，王玲
(哈尔滨工业大学空间光学工程研究中心，哈尔滨
150080
，
wangzhaoq@
163.
com)
摘
要:为了克服超长光路造成的振动和大气扰动的影响，采用动态千涉测量结合补偿法进行超大口径凹
非球面的精密检测.通过分析超大口径凹非球面反射镜检测的难点，采用动态干涉仪克服检测中振动和大气
扰动，并利用
Zemax
光学设计软件，以口径
3.5
m
的凹非球面反射镜为例设计了干涉补偿光路.误差分析结
果表明，采用动态干涉仪和补偿法进行超大口径凹非球面反射镜面形检测，不仅可以克服振动和大气扰动的
影响，还能达到
λ/90
以上的检测精度.
关键词:超大口径凹非球面反射镜;超长光路;振动;大气扰动;动态干涉仪
中图分类号:
TH706
文献标志码
:A
文章编号:
0367 -6234(2010)07
-1042-04
Dynamic interference testing technology of extra-Iarge concave
aspheric mirrors
ZHANG Wei , WANG Zhao , WANG Ling
(Space Optical Engineering Research Center
, Harbin Institute
of
Technology
, Harbin
15
∞
80
，
China
,
wangzhaoq@
163.
com)
Abstract:
To
deal
with
the
vibration
and
turbulence
due
to
the
long optical
paths
in
extra-large concave as-
pheric
mirrors testing,
the
dynamic intèrferometer associated with compensators is advanced.
The
difficulties
in
lårge concave
aspheric
mirrors testing
are
studied
in
this
pape
r. Dynamic interferometer is employed to
deal
with vibration
and
air
turbulence.
Using
the
optical design software
Zem
缸，
compensators with
3.
5 m
aperture
are
designed
as
an
example
for concave
aspheric
mizor
testing.Tolerance
analysis indiFates
that
the
precision
of this testing method is
better
than
ν90.
Key
words:
extra-large concave
aspheric
mirror; long optical
path;
vibration;
air
turbulence;
dynamic inter-
ferometer
近年来，由于地基、天基天文学系统的发展，
大口径乃至超大口径的光学系统得到越来越广泛
的应用，大口径光学系统的检测技术也相应得到
迅猛发展.由于大口径光学元件及系统检测具有
长光路乃至超长光路(如
10
m
以上的检测光路)
的特点，检测过程中出现的环境振动和大气扰动
无法有效隔绝，导致传统的干涉检测不能顺利进
行，严重限制了大口径、超大口径光学元件及系统
的检测和制造的发展.主镜的检测和制造，各个国
家的发展水平参差不齐.先进国家的主流望远镜
的主镜直径很多在
8m
以上，比较著名的如美国
口径
10m
的
Keck
望远镜、欧洲南方天文台
8m
收稿日期
:2
∞
9
-04
-03.
作者简介:张伟(1
962
一)
，男，教授，博士生导师.
口径的
VLT(Veη
Lar
ge
Telescope)
等
[1].
相应的
大口径光学系统检测也达到了相当高的水准，以
美国为例，
MMT
(Multiple
Mirror
Telescope)
[2)
主
镜口径
6.5
m ,
RMS
测量精度已达
0.03λ.
即将
发射的
JWST
(J
ames
Webb
Space
T
elescope)
[
3
)
，主
镜为拼接式凹非球面，口径
6.5
m
，面形误差
RMS
值可达
λ/40
以内，这也代表着美国目前的加工测
量水平.、
我国大口径光学系统和元件的制造和检测均
处于起步阶段，主镜口径
2.
16
m[4)
在检测方法上
使用定性检测与定量测量结合的方法，定量测量
仍然使用古典的哈特曼屏和剪切干涉仪等测量精
度较低的检测方法.本文在分析了超大口径非球
面反射镜的检测特点及难点后，采用动态干涉与
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