精密光学元件表面中频误差的提取研究.pdf

?信息技术
林建兴,等?精密光学元件表面中频误差的提取研究
精密光学元件表面中频误差的提取研究
林建兴“,高诚辉,任志英
(福州大学a.机械工程及自动化学院,b.摩擦学研究所,福建福州35000)
摘要:能否准确对精密光学元件表面评价势必影响着光学元件研制与生产,其中中频误差的
提取逐漸显得重要。提出了利用双树复小波变换(DT-CWT)对精密光学元件表面提取信号进
行多尺度分解,以定义的均方根波长确定其双树复小波分解次数,进行中顿误差的提取与识
別。此方法应用于精磨和镀膜的精密光学元件表面中,实验证实该方法不仅可以应用于一维
信号的提取,同样也适合三维表面中频波段面形误差的提取
关键词;双树复小波;精密光学元件表面;中频误差;提取
中图分类号:TG58文献标志码:B文章编号:1671-5276(2015)605-0085-04
Precision Optical Surface Intermediate Frequency Error Extraction Research
LIN Jianxing,GAO Chenghui", REN Zhiying"
a. Department of Mechanical Engineering
b. The tribology Institute, Fuzhou University, Fuzhou 350002, China
Abstract: The abil o alua e pecsi cal mnt ace accurately is boun to af ct the development and produc
ton of pia ome, m an m ao s pi ahin on h intmma-uenc surace shape error This
paper uses the da ee comp e wa ransom(D w o ed a mule decomposition of a signal extracted from
the precision ical componen suac, applies e ned root-mean-squae wavelength to determining the number of dual tree
complex wavelet composition co e n m ate-fqueny eor raction an cogiton. This method is applied to fin
grinding a at piion al mponent uaces, and the ement proves this method not only can be applied to one d
mensional a o, but a ui ae for the extraction of 3-D medium frequency band surface shape error.
Keywords: dual tree complex wavelet; precison cal component sua; inmate frequency or; extraction
的聚焦,因此中频波段面形的评价可以完善表面品质的评
0引言
价体系,对光学元件的研发与生产具有重要的意义。正确
评价中频波段面形误差的首要条件是能否真实提取中频面
随着光学技术的发展,光学元件在紫外线和X射线形误差,徐建程等尝试利用 Wigner分布函数评价光学元
光学、超高反射率光学以及半导体工业中有着越来越广泛件中频误差,识别局部小尺度波前畸变的空间频率和空间
的应用。由于需求量与应用领域的扩大,对光学元件位置,能够有效指导光学元件返修,但局部小尺度并不能完
表面品质和性能的要求更高,制造光学元件的面形误差全表征整个光学元件表面中频段误差。郭隐彪等]基于
(包括光学材料的不均匀性造成的误差和在光学加工过经验模态分解有效识别中频误差特征及其方位,但采用经
程的残余误差)对光束的调制作用会严重影响光束验模态分解时对于采集信号的要求相对较高。
品质2。
98年,受到傅里叶变换的启发, Kingsbury?首次提
传统评价光学元件表面的面形精度主要用PV值、均出双树复小波变换(DT-CWT)。其滤波器应该要满足有限
方根以及粗糙度等简单的统计参数来描述,但这些参数仅支撑、完全重构条件即正交或者双正交、近似的半帧移以及
仅只包含光学元件表面的高频波段和低频波段的面形误对称性等四个条件。双树复小波变换具有良好的局部化的
差,对于中频波段的面形误差却没有做出相应的评价。然分析能力以及良好的方向检索性能,已在图像去噪、图像纹
而中频波段的面形误差对光学性能产生很大影响,高志理提取和图像加强等方面成功的应用”9。由此说明双树
山]研究了中频波段波面误差对光学系统象质的影响,得复小波可以对复杂的信号进行特征信号分解以及提取。文
出了中频波段波面误差引起光能小角散射,严重降低光学中提出利用DT-CWT进行多尺度分解,并首次运用均方根
系统成象分辨率的结论。特别是在高功率激光装置中,中波长确定双树复小波分解次数后,最后进行中频误差的提
频误差的位相扰动随着波面的传输,会使激光束强度分布取与识别。将此方法应用于精磨和镀膜的精密光学元件表
出现调制,导致光束的非线性增益,最后将严重影响激光束面中,证实该方法不仅仅可以应用于一维信号的提取,同样
基金项目:国家自然科学基金资助项目(50775039);清华大学摩擦学国家重点实验室开放基金资助项?( SKI TKF13B02);福建省教育
厅A类资助项目(JA13059
作者简介:林建兴(1989-),男,福建泉州人,硕土研究生,研究方向为光学镜片表征和信号处理。
Machine Building e Automation, O 2015, 44(5): 85.88