激光差动共焦曲率半径快速测量方法

李金金; 李琦; 崔健; 邱丽荣; 王允; 杨帅

doi:10.13741/j.cnki.11-1879/o4.2022.05.017

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激光差动共焦曲率半径快速测量方法

光学测量 | 更新时间：2025-09-01

- 激光差动共焦曲率半径快速测量方法
- Laser differential confocal radius measurement with high precision and high efficiency
- 光学技术 2022年48卷第5期页码：566-571
- 作者机构：
  
  1:北京理工大学光电学院光学测量实验室
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  基于自由曲面的共体光学系统纳米精度制造基础研究项目(2017YFA0701203);国家重大科研仪器研制项目(61827826);基础加强计划技术领域基金项目(2019-JCJQ-JJ-280)
- DOI：10.13741/j.cnki.11-1879/o4.2022.05.017
  中图分类号： TB96;TN249
- 纸质出版：2022
- 稿件说明：
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李金金, 李琦, 崔健, 等. 激光差动共焦曲率半径快速测量方法[J]. 光学技术, 2022,48(5):566-571.

Laser differential confocal radius measurement with high precision and high efficiency[J]. 2022, 48(5): 566-571.
李金金, 李琦, 崔健, 等. 激光差动共焦曲率半径快速测量方法[J]. 光学技术, 2022,48(5):566-571. DOI： 10.13741/j.cnki.11-1879/o4.2022.05.017.

Laser differential confocal radius measurement with high precision and high efficiency[J]. 2022, 48(5): 566-571. DOI： 10.13741/j.cnki.11-1879/o4.2022.05.017.

摘要

针对大批量球面光学元件曲率半径的快速、高精度、非接触测量难题，提出一种基于差动共焦技术的批量元件曲率半径快速测量方法。先将一已知曲率半径的样件S_0在其共焦位置进行扫描定焦，获取其差动共焦曲线和线性段方程；依次装卡同批次被测元件S_1-S_n并无扫描地获得其离焦量；根据样件曲率半径和被测件离焦量换算出被测样品曲率半径。仿真和实验表明，精度可达12.2ppm

同时测量速度比传统式差动共焦曲率半径扫描系统提高59倍。方法仅需1次扫描和N次快速装卡即可实现N件球面元件曲率半径的快速、高精度、非接触式检测，为大批量球面元件的高效率、高精度加工检测提供全新途径。

Abstract

针对大批量球面光学元件曲率半径的快速、高精度、非接触测量难题，提出一种基于差动共焦技术的批量元件曲率半径快速测量方法。先将一已知曲率半径的样件S

在其共焦位置进行扫描定焦，获取其差动共焦曲线和线性段方程；依次装卡同批次被测元件S

-S

并无扫描地获得其离焦量；根据样件曲率半径和被测件离焦量换算出被测样品曲率半径。仿真和实验表明，精度可达12.2ppm

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