李大海，王瑞阳，张新伟

（四川大学 电子信息学院，四川 成都 610065）

引言

位相测量偏折术（PMD）作为一种将相移技术与偏折术相结合的非接触高精度镜面面形检测技术，已有十几年的历史[1-5]，其检测精度可以与干涉仪相媲美。该技术由G.Harsler等人[6]提出，通过将正弦条纹投射到反射表面形成的畸变镜像来获得被测面形信息，根据测得的斜率，通过积分再得出表面的高度信息，实现了 PMD 重复测量达到几秒、绝对测量达到几分的精度。与此同时，T.Bothe等也报道了 PMD 技术在多种领域内所取得的进展[7]，如反射面微结构的缺陷检测达到了纳米水平，比干涉仪高了一个量级。他们还实现了自由曲面镜片、轿车挡风玻璃、喷刷后的汽车车体、金属模具表面、液面等物体表面面形的检测。2008年，G.Harsler等人又提出了“显微偏折术”[8]，2012年，G.Harsler教授所在组实现了80×80 mm2平面反射元件的全局面形不确定度峰谷值 PV 不大于1 μm的检测精度[9]。他们还采用 4 相机PMD拼接技术检测了CTA（chereknov telescope array）主镜中口径为 1.2 m 的反射拼接镜面形，获得了约 10 μm的检测精度[10]。在亚利桑那大学，Peng Su等人[11]通过对哈特曼波前检测技术的研究，提出了一种逆哈特曼光学检测系统（SCOTS）的非球面光学元件面形检测技术，又称逆哈特曼检测技术，它本质上也属于位相测量偏折术，并利用该方法实现大口径麦哲伦望远镜（GMT）主镜中 8.4 m 离轴抛物面的面形检测，但其结果是在去掉 Zernike 多项式前 24 项之后才与动态干涉仪检测数据基本一致。又对超光滑X 射线望远镜的斜率进行了相对检测[12]，离焦去除后的面形精度达到 1 nm RMS。……