光纤型点源阵列发生器点源规划路径自动控制算法和软件设计(2)
在光学领域，通常将自由曲面的检测方法分为接触式检测法和非接触式检测法两类[3]。其中接触式检测主要有：轮廓仪检测法、三文坐标机检测法、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。光学干涉测量是最有前景的检测方法，它不会损伤待测面表面，而且可以实现全口径同步测量，测量速度快、精度高，检测精度能够达到波长量级。
但是由于光学自由曲面表面曲率变化较大、面形自由度较高的特点，传统干涉测量方法的测量动态范围很小，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点光源斜率补偿模块，系统的测量精度主要取决于它的精确装调。
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。
1.2国内外研究现状
在早期，自由曲面的测量主要通过是由手工检测方法完成的，但在测量过程中效率低下、测量精度低，其应用受到一定限制，因而出现一种新的基于坐标测量机的检测方法。传统检测方法主要是接触式检测，测量时需要测头与测试面进行接触，对于柔软物体会因变形而产生一定误差，同时被测元件也易被损伤。而非接触式检测不需接触被测物，可从根本上解决接触式检测的缺陷，其可对自由曲面进行“点云”式密集检测，其检测速度快，成为自由曲面检测的一个新方向。
Ronchi法：
朗奇检验法主要是通过利用光栅产生的组合条纹（即莫尔条纹）的形状来检测反射镜的
像差，进而反应反射镜的质量。在定性的朗奇检测中，面形误差通过评估仿真和实验得到的朗奇图即可获得；而在定量朗奇检测中，运用了很多近似和数值积分，这样就会引入许多误差。墨西哥普埃布拉自治大学AlbertoCordero-Dávila等人提出了一种不需近似和数值积分的
评估面形新算法[12]。这种算法仅需一幅朗奇图，可以同时得到待测面的曲率半径和圆锥常数，理论上可以评估任何面形。他们通过实验证明，在只需要一幅朗奇图，任意位置、条纹数的情况下，曲率半径和圆锥常数测量是非常精确的。然而，对于算法的二文误差推广正在研究中。
Shack–Hartmann法：
作为非干涉测量技术中较为先进的一种检测方法，夏克哈特曼波前探测法是不需要相干
光源，而且对振动具有不敏感性，所以能获得相较于干涉仪的测量精度。同时，它的测量动态范围也在不断扩大，这对于传统非零位干涉测量具有显著优势[13]。随着自由参考波前传感器的出现，夏克哈特曼波前探测法为自由曲面检测提供了新的方向。在该方法中，需要对每个焦点位置进行精确定位，但由于自由曲面自由度较高导致全局阈值的方法受到极大局限。2013年，南洋理工大学WenjiangGuo等人提出局部阈值的方法，使其对不同的自由曲面检测