多步相移中被测件径向相移不均匀引入误差比较及校正

高芬; 倪晋平; 李兵; 田爱玲

doi:doi:10.3788/AOS201838.0412002

光学学报, 2018, 38 (4): 0412002, 网络出版: 2018-07-10

多步相移中被测件径向相移不均匀引入误差比较及校正下载： 930次

Comparison and Correction of Errors Caused by Radial Phase-Shifting Nonuniformity of Test Optics in Multi-Step Phase-Shifting

高芬 ^1,2,*倪晋平 ¹李兵 ²田爱玲 ¹

作者单位

¹ 西安工业大学光电工程学院, 陕西西安 710032

² 西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室, 陕西西安 710049

图 & 表

图 1. PSPDI原理

Fig. 1. Principle of PSPDI

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图 2. 被测件径向相移不均匀引入误差示意图

Fig. 2. Schematic of error caused by radial phase-shifting nonuniformity of optical element to be tested

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图 3. 相移一步引入的移相误差随被测件径向归一化距离的变化关系

Fig. 3. Relation of phase-shifting error with normalized radial distance when shifting one step

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图 4. R/D=3.3时各算法因径向相移不均匀引入的面形检测误差。(a) 5A和5B; (b) 6A和6B; (c) 7A和7B; (d) 13A和13B

Fig. 4. Figure errors caused by radial phase-shifting nonuniformity of different algorithms when R/D=3.3. (a) 5A and 5B; (b) 6A and 6B; (c) 7A and 7B; (d) 13A and 13B

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图 5. R/D=1.67时不同算法经二次多项式误差校正后的残余误差分布。(a) 5A和5B; (b) 6A和6B; (c) 7A和7B; (d) 13A和13B

Fig. 5. Residual error distribution after quadratic polynomial correction of different algorithms when R/D=1.67. (a) 5A and 5B; (b) 6A and 6B; (c) 7A and 7B; (d) 13A and 13B

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表 1不同R/D值及算法下径向相移不均匀引入误差的PV值

Table1. PV values of figure errors caused by radial phase-shifting nonuniformity with different R/D values and algorithms

R/D	PV value of figure error /nm
R/D	5A	5B	6A	6B	7A	7B	13A	13B
0.65	61.2908	58.2582	72.6365	71.6364	85.8930	85.6941	171.3445	171.3443
1.5	9.1342	9.0481	11.3065	11.3097	13.5714	13.5714	27.1428	27.1428
3.3	1.8283	1.8264	2.2830	2.2830	2.7396	2.7396	5.4793	5.4793
7.1	0.3928	0.3928	0.4910	0.4910	0.5892	0.5892	1.1783	1.1783
10.7	0.1728	0.1728	0.2160	0.2160	0.2592	0.2592	0.5185	0.5185

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表 2经二次多项式校正后的残余误差PV值

Table2. PV values of residual errors after quadratic polynomial correction

R/D	PV value of residual error /nm
R/D	5A	5B	6A	6B	7A	7B	13A	13B
0.65	9.1145	3.6763	6.3819	4.9880	6.4465	6.2702	12.4890	12.4888
1.5	0.1842	0.0872	0.1051	0.1081	0.1295	0.1295	0.2589	0.2589
3.3	0.0067	0.0034	0.0043	0.0043	0.0051	0.0051	0.0103	0.0103

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高芬, 倪晋平, 李兵, 田爱玲. 多步相移中被测件径向相移不均匀引入误差比较及校正[J]. 光学学报, 2018, 38(4): 0412002. Fen Gao, Jinping Ni, Bing Li, Ailing Tian. Comparison and Correction of Errors Caused by Radial Phase-Shifting Nonuniformity of Test Optics in Multi-Step Phase-Shifting[J]. Acta Optica Sinica, 2018, 38(4): 0412002.

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图 1. PSPDI原理

Fig. 1. Principle of PSPDI

图 2. 被测件径向相移不均匀引入误差示意图

Fig. 2. Schematic of error caused by radial phase-shifting nonuniformity of optical element to be tested

图 3. 相移一步引入的移相误差随被测件径向归一化距离的变化关系

Fig. 3. Relation of phase-shifting error with normalized radial distance when shifting one step

图 4. R/D=3.3时各算法因径向相移不均匀引入的面形检测误差。(a) 5A和5B; (b) 6A和6B; (c) 7A和7B; (d) 13A和13B

Fig. 4. Figure errors caused by radial phase-shifting nonuniformity of different algorithms when R/D=3.3. (a) 5A and 5B; (b) 6A and 6B; (c) 7A and 7B; (d) 13A and 13B

图 5. R/D=1.67时不同算法经二次多项式误差校正后的残余误差分布。(a) 5A和5B; (b) 6A和6B; (c) 7A和7B; (d) 13A和13B

Fig. 5. Residual error distribution after quadratic polynomial correction of different algorithms when R/D=1.67. (a) 5A and 5B; (b) 6A and 6B; (c) 7A and 7B; (d) 13A and 13B

表 1不同R/D值及算法下径向相移不均匀引入误差的PV值

Table1. PV values of figure errors caused by radial phase-shifting nonuniformity with different R/D values and algorithms

表 2经二次多项式校正后的残余误差PV值

Table2. PV values of residual errors after quadratic polynomial correction

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图 3. 相移一步引入的移相误差随被测件径向归一化距离的变化关系

Fig. 3. Relation of phase-shifting error with normalized radial distance when shifting one step

图 4. R/D=3.3时各算法因径向相移不均匀引入的面形检测误差。(a) 5A和5B; (b) 6A和6B; (c) 7A和7B; (d) 13A和13B

Fig. 4. Figure errors caused by radial phase-shifting nonuniformity of different algorithms when R/D=3.3. (a) 5A and 5B; (b) 6A and 6B; (c) 7A and 7B; (d) 13A and 13B

图 5. R/D=1.67时不同算法经二次多项式误差校正后的残余误差分布。(a) 5A和5B; (b) 6A和6B; (c) 7A和7B; (d) 13A和13B

Fig. 5. Residual error distribution after quadratic polynomial correction of different algorithms when R/D=1.67. (a) 5A and 5B; (b) 6A and 6B; (c) 7A and 7B; (d) 13A and 13B

表 1不同R/D值及算法下径向相移不均匀引入误差的PV值

Table1. PV values of figure errors caused by radial phase-shifting nonuniformity with different R/D values and algorithms

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