袁 理，张晓辉

(1.中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所，吉林 长春 130033;2.中国科学院大学，北京 100049)

1 引 言

大口径平面镜通常是指口径大于1 m的平面镜。大口径平面镜在空间光学、天文光学等领域有着大量应用。为了确保大口径平面镜具有良好的质量，必须对其面形进行检测。大口径平面镜面形的检测方法主要有4种：直接干涉检测法[1]、Ritchey-Common法[2-3]、子孔径拼接法[4-7]和五棱镜扫描法[8-15]。直接干涉检测法需要一块高精度的大口径标准平面镜，该镜的加工难度很大，成本极高，因此该方法并不适用。Ritchey-Common法需要一块高精度的大口径标准球面镜，成本也较高，并且由于光束是斜入射到平面镜上的，所以光路搭建和调整也比较困难。子孔径拼接法可以避免使用大口径标准镜，但是该方法的误差累积现象比较严重，并且检测时间较长，易受环境影响，所以检测精度不是很高。五棱镜扫描法通过测量表面倾斜角检测大口径平面镜的面形，不需要使用大口径标准镜，成本较低，通过适当地设计算法和检测流程，可以有效抑制各种主要误差的影响，检测精度较易保证，是一种比较好的方法，也是本文所研究的方法。

国内外研究人员提出了一系列不同的五棱镜扫描法，大体上可分为两种类型。第一种五棱镜扫描法[8-12]是使用一个扫描的五棱镜来直接测量表面倾斜角，这种方法受各种误差的影响都较大，不宜采用。第二种类型的五棱镜扫描法[13-15]是使用两个五棱镜来测量表面倾斜角的差值，其中一个是静止的参考五棱镜，另一个是运动的扫描五棱镜；……