为实现对凹非球面的高精度检测,提出并设计了一种二元纯相位型双计算全息图。设计的双计算全息图由主全息和对准全息两部分组成,分别用于检测非球面和精确定位主全息。介绍了双计算全息图的工作原理及其设计方法,并给出了一个检测Φ140、F/2抛物面反射镜的双计算全息图设计实例,实验得到的均方根(RMS)误差为0.062λ。通过分析对准全息的误差,推导出主全息的条纹位置畸变误差,最后计算出其综合误差为0.06λ。为验证实验结果的可靠性,将其与平面镜自准直检测结果(ERMS=0.062λ)比较,结果二者吻合良好

作为零位干涉检测方法中非常有前途的一种方法,计算全息可以用于非旋转对称的非球面的检测。以三次相位板为例,阐述了利用计算全息图检测非旋转对称的非球面的基本原理。分析并推导了三次相位传播过程引入的高阶波像差的理论公式,给出了三次相位板的检测系统的设计结果。详细讨论了计算全息图衍射级次的分离以及计算全息图的二元化,给出了振幅型的计算全息图的图样。计算全息图的刻线最小间隔是40 μm,计算全息图的制作精度对检测结果的波前误差的影响仅仅为0.005λ。对检测系统作了详细的公差分析,结果表明所有调整公差对整

在设计自由曲面光学元件零补偿检测的计算全息图(CGH)时,利用光线追迹可得到散乱分布的离散相位点,需通过插值得到连续的相位分布函数,以计算CGH刻线位置。采用双三次B样条插值法,对散乱分布的离散相位点进行拟合并用较少的采样点满足精度要求。利用双三次B样条的矩阵表达式及CGH加工相位函数在所加载频方向单调递增的性质,简化了求解插值曲面与x-y平行平面精确交线的方法,高精度地求取了相位型CGH的上下沿刻线位置。最后给出了一例用于自由曲面干涉零补偿检测的CGH图样。

为了解决非球面及自由曲面的高精度检测问题，基于二元光学计算机全息图(CGH)模型基础，分析了该模型下相位型CGH 各项误差对CGH 检测精度的影响，同时结合工程实例，针对口径为846 mm×630 mm 的自由曲面，设计了相应的相位型CGH，并实验验证了该设计的可行性。结果显示：在设计时应先将相位型CGH 的各个衍射级次进行分离；改变CGH 到干涉仪焦点距离以减小刻画畸变同时保证CGH 尺寸；再将基板误差检测出来，并代入设计结果进行补偿标定；最后在编码时将占空比选择为0.5，刻蚀深度选择在0.3