オフアクシス非球面形状は非対称であり、その表面曲率の変化は非線形であるため、形状高精度測定に課題をもたらしています。現行のオフアクシス非球面形状測定法は被測定物の初期姿勢調整に高度に依存し、曲率変化に適応しにくい問題を解決するため、本研究では空間制約に基づく差動共焦オフアクシス非球面適応測定法を提案し、初期姿勢非依存、曲率変化適応、高精度測定を実現します。まず、平行移動-回転スキャン測定原理と差動共焦技術の表面傾斜角に強い精密な焦点合わせ性能に基づき、計画測定点と被測定点間の距離および傾斜角の二つの次元から空間制約モデルを構築し、このモデルに基づき等面積基準の下で螺旋走査経路計画アルゴリズムを最適化して、オフアクシス非球面測定経路の曲率自適応動的調整を実現しました。本方法を用いてオフアクシス非球面および20°傾斜平面の測定実験を行い、Zygo干渉計の測定結果と点対点で差を取り、形状差の二乗平均平方根(RMS)値は10nm以内、対応する3σは5nm以内となり、オフアクシス非球面の高精度測定要求を満たしました。

空間制約;差動共焦;オフアクシス非球面;適応測定;経路計画