文 献 综 述
摘要：随着多重倾斜波面干涉技术在光学自由曲面检测方面的应用越来越重要，传统基于微透镜阵列点光源发生器在装校、调试方面的缺陷越来越明显。于是基于光纤阵列型空间点源阵列发生器的理念应运而生，以光纤阵列代替微透镜阵列，其主要优点有操作简单、测量精度高、测量速度快、成本低等。
本项目将掌握基于光纤阵列的倾斜波面干涉系统的原理，研究并设计一套电路控制算法和系统，实现对光纤阵列点源的通断的高速切换和路径规划，实现干涉系统的自动测量。
关键字：多重倾斜波面干涉技术 光学自由曲面 光纤阵列型 自动测量
一、研究背景及意义
光学自由曲面表面曲率变化较大，面形自由度很高，与传统的具有旋转对称性的偶次非球面相比，具有更多的设计自由度，因而在光学系统中将自由曲面作为透镜或反射面的表面，可以更好的校正各种相差，获得更优的成像质量，并使系统结构变得简单、轻便[1]。目前，各种复杂面形的非球面、光学自由曲面在不同的领域中根据自身特点发挥着不同的作用。在极紫外光谱仪中使用到凹面光栅，它的引入会产生相散，可通过使用轮胎面或复曲面进行补偿；汽车车灯或路灯设计中，使用光学自由曲面，可实现均匀照明。
随着航空、航天、造船、汽车及高端眼镜片等行业的迅速发展，自由曲面零件在现代工业及国防领域的应用运来越广[2]。虽然光学领域中自由曲面有很多的优点，但在实际应用中难以与传统的非球面相比，其主要原因便在精密加工这一方面。生产制造水平高低一定程度上取决于检测水平的发展程度，高精密度的光学自由曲面加工技术离不开高精密度的自由曲面检测技术， 所以对自由曲面测量中的一些关键问题进行研究有着重要意义。
光学自由曲面的检测方法主要分为接触式检测法和非接触式检测法[3]。其中接触式检测主要有：轮廓仪检测法、三维坐标机检测法、光学探针激光测量、工业CT、夏克—哈特曼波前探测技术等[4][5]。但其测量速度慢、精度低、易划伤元件等缺陷，说明非接触式检测法的研究十分重要。其中最有前景的是光学干涉测量，不会对待测面表面造成任何损伤，且可以实现全口径同步测量，测量速度快，测量精度高，能检测面形波长量级的变化。
但是由于光学自由曲面表面曲率变化较大，面形自由度较高，传统干涉测量方法在测量动态范围上表现了极大局限性。为了解决这个问题，提出了长波长法、双波长法、剪切法、高分辨率探测法、子孔径拼接法等[6][7][8][9]，其中比较有效的是倾斜波面补偿技术[10]。该技术的关键组件在于基于点光源阵列的斜率补偿模块，它的精确装调影响着这个系统的测量精度。
然而受现代工艺水平的限制，微透镜阵列、针孔阵列及掩膜板的加工制作参数很难达到标准要求，因而装调过程变得极其困难，甚至无法装调成功[11]。应用光纤阵列作为点源发生器，简化了系统装置，避免了其加工工艺过程中所产生的系统误差。该发射器将利用光纤耦合器对光线进行分束，在其输出端口处可直接形成若干点光源阵列。这样无需经过微透镜阵列和针孔阵列，避免了微透镜阵列和针孔阵列的加工参数标定及两者间装调的复杂操作，极大地减小了系统误差，调高了精度。同时在光纤中加入光开关，通过计算机实现对光纤端口处不同点光源的通光和阻光，起到动态掩膜板防止临近点光源间光束干扰的作用，进一步简化了操作，提高了精度。
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