中国科学院南京天文光学技术研究所机构知识库

随着应用光学的发展和加工制造水平的提高，非球面光学元件在各种光学系统中得到越来越广泛的应用，尤其在天文光学领域，非球面镜已成为大型天文光学望远镜中不可或缺的重要的光学元件。但近年来，检验方法的局限性却制约着非球面光学元件的发展，因此，研究具有简单高效、低成本、通用性好等性能的高精度非球面检验方法成为非球面技术发展的重要方向。本文从非球面基础理论出发，阐述了光学东间常用非球面检验方法及特点，针对一些常用检验方法的缺陷与不足，首先结合一块φ88mm，焦比F/l. 9玻璃材料凸双曲面镜的加工实验研究了一种用于凸非球面检验的改进的Hindle方法，对检验方案进行了分析优化，简化了检验光路的结构，克服了这种改进的Hindle方法对于被检镜材料反射率的限制，拓宽了该方法的适用范围。加工完成后经移相式数字干涉仪检测，镜面均方根（RMS）误差为0.020λ ，验证了优化后方法的可行性，通过用经典的Hindle方法比对检验和对系统适用范围的进一步分析表明，经过优化后改进的Hindle 方法能够对多种凸非球面进行检验，是一种有效的高精度检验方法。此外，本文研究了用于大口径凹非球面检验的Offner 补偿系统的通用性问题，给出了。Offner 补偿器设计的基本公式和通用性检验的基本原理，并以此为依据结合常用大口径凹非球面参数范围，利用Zemax 软件确定了通用Offner 补偿器结构，通过对实验所得数据分析及已有非球面主镜的验证实验，证明了通用补偿器用于不同参数非球面检验的可行性与有效性。本课题所研究的改进的Hindle 方法与通用Offner 补偿系统对常用的非球面

检验具有明显的优势，不仅可以显著提高非球面检验效率、降低检验成本，同时也为非球面的广泛应用提供了一定的技术支持，具有十分重要的意义。