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干涉法球面面形绝对检测技术研究
摘要：
本论文主要研究了干涉法球面面形绝对检测技术。该技术基于DBI（DifferentialBeamIntensity）法，通过对光路的设计与系统参数的优化，可以实现高精度、高稳定性的球面面形绝对检测。本文首先介绍了干涉法球面面形绝对检测技术的原理和优点，然后详细阐述了DBI法的理论基础与实验验证，最后对该技术的应用前景进行了展望。本文的研究成果对进一步提高干涉法球面面形绝对检测技术的精度和稳定性具有一定的参考价值。
关键词：干涉法球面面形绝对检测技术、DBI法、光路设计、系统参数优化、精度和稳定性。
一、绪论
球面面形绝对检测技术在精密光学制造领域广泛应用。准确、快速地检测出球面面形的信息，以及得出反馈调整方式，是完成高精度光学器件制备流程的必要步骤。干涉法是球面面形检测中常用的一种技术，其检测精度受到设计光路和系统参数优化的影响。传统的干涉法检测存在相对、绝对、相位测量等方法，但这些方法其精度、稳定性和复杂度之间必定存在一定的矛盾。如何在满足检测精度和稳定性的同时降低复杂度，成为该领域研究者不断探索的方向。
二、干涉法球面面形绝对检测技术的原理与优点
干涉法球面面形绝对检测技术是利用干涉仪将测试光束分为两路，再将两路光束在测试平面上汇合而成的横截面光斑进行干涉，通过检测出光斑的相位变化，得出该点的曲率与偏差信息。其原理与传统的干涉法无异，但是相比于相位测量法，其优点在于免去了相位恢复的过程，即为绝对测量法。
在干涉法中，其检测精度除了受到干涉仪本身的精度限制，还与光路细节有关，如测试光束直径、入瞳大小、数目与分布等。通过对光路的设计与参数优化，可以实现高精度、高稳定性的绝对球面面形检测。
三、DBI法的理论基础与实验验证
由于干涉法球面面形绝对检测技术在精度、稳定性等方面都有着一定的局限性，研究者们一直在探索新的方法，以进一步提高精度和稳定性。DBI法（DifferentialBeamIntensity）便是其中一种相对新的方案，其主要是通过两条测试光路的组合来实现高精度检测。
DBI法原理简述如下：分别选择两个合适的偏振方向，将入射光分为两路光束，对于同一球面，不同偏振的两路光在探测平面上形成的横截面光斑干涉，且其中一路光束会根据之前的偏振方向选择不同阵列光点，其余光点均保持不变。通过分别测量两路光的丝网位置，并对其数值进行数字信号处理，得出该点的偏差信息。由此，通过两路光束的间隔、位置偏移等参数，得到了绝对坐标测量的数据，同时也克服了传统干涉法的系统不稳定性问题。
实验中，工作光源采用波长为632.8nm的He-Ne激光，同时设置了四个全息片，在等光程法下，采用差分反射全息术对两条光路进行光路调制设计，整个实验验证流程如下（图1）：
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图1：DBI法实验验证流程
最终得到的光斑像如图2所示：
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图2：DBI法实现的球面面形的横截面光斑
从图2中可以明显地看到左右两个光斑的形态呈现相差180度的特点，通过对其数值差异的分析，得出了该测试点的偏差。
四、对干涉法球面面形绝对检测技术的应用前景展望
干涉法球面面形绝对检测技术具有广泛的应用前景。在光学元件制造精度的提高方面，准确的球面面形检测有助于精密光学器件的制造，包括精密摆镜、光学中继、激光成像、干涉术等。同时，该技术也可用于光学设计中对测试单元稳定性的判断，从而通过反馈调整来优化光学系统的整体性能。
综上所述，干涉法球面面形绝对检测技术利用DBI法，在光路检测精度和稳定性之间找到一个较好的平衡点，具有可靠、准确、快速等优点，并在精密光学器件制造领域具有广泛的应用前景。