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作者：徐蓓;唐颖奇;董航舟;王允;
单位：北京理工大学光电学院复杂环境智能感测技术工信部重点实验室;
摘要：针对逐点扫描测量自由曲面时法向倾角变化所引入的非线性误差导致精度变差的问题，提出了一种基于等倾角线快速跟焦的差动共焦自由曲面测量方法。方法利用改进的相干点漂移（CPD）配准算法，解算被测自由曲面（FSUT）的精确位姿，基于FSUT的精确位姿规划多条等倾角线；通过传感器轴向扫描获取不同等倾角线上光强与离焦量的关系，以轴向响应光强作为反馈沿等倾角线跟踪FSUT轮廓；利用归一化差动共焦轴向响应光强与离焦量之间的非线性误差对小角度变化不敏感的特性，通过沿等倾角线跟焦实现自由曲面快速扫描测量。实验结果表明，所提方法的等倾角线跟踪误差为±70nm，对离焦量计算精度的影响远小于差动共焦测量分辨力，相较于传统差动共焦测量方法效率至少提升至5倍；与ZYGO干涉仪数据点对点做差的面形峰谷（PV）值为9nm，均方根（RMS）值为1nm，实现了自由曲面的高精度、快速测量。
关键词：自由曲面测量;;等倾角线快速跟焦;;差动共焦;;改进的CPD配准算法
基金资助：中国博士后科学基金面上项目（2023M740269）
