张 磊，吴金灵，刘仁虎，俞本立

（安徽大学光电信息获取与控制教育部重点实验室，安徽 合肥 230601）

1 引言

光学自由曲面因具有较大的表面自由度，可以针对性地矫正像差、提高成像质量，可替代复杂传统光学元件组合使设备趋于轻量化和微型化[1-2]，因而在航空、航天、医疗、军事等行业的应用越来越广泛。近些年，随着仪器加工、新型材料合成等相关行业的发展，高质量光学自由曲面的设计[3−5]和制造[6−8]技术有了很大的进步，但其检测技术依旧没有得到很大的提升，成为了限制光学自由曲面在一些高精度光学领域应用的瓶颈。干涉检测技术因其非接触式的特点，已经在平面、球面乃至非球面检测中得到长足的发展[9−20]。然而，正是由于较大的表面自由度，使得自由曲面干涉检测技术进展缓慢，最主要的原因在于对自由曲面进行干涉检测时需要特殊设计的补偿器以补偿不同的波前像差，尤其是旋转非对称像差。很多用于旋转对称非球面干涉检测的补偿器[18−20]显得力不从心。而圆形子孔径和环形子孔径拼接方法[21−23]对非旋转对称表面也难以发挥有效作用。可见，自由曲面的非对称像差补偿在其干涉检测中至关重要，一批有价值的补偿器研究陆续开展，如计算全息图(Computer-Generated Holograms,CGH)[14,15,24,25]。理论上，设计不同的CGH 可以实现不同被测面的零位补偿，但针对不同的待测曲面，需设计不同的CGH 与之匹配，极大地影响了检测的通用化，且装调困难、费用高。尤其在自由曲面加工阶段，其面形处于持续变化中，难以获得标称面形参数，传统的静态CGH 补偿器很难适应该阶段自由曲面的原位检测。……