中文摘要：

本项目提出一种彩色编码式大动态逆向哈特曼检测方法，结合所提出的彩色二维空间编、解码方法，扩大了测量动态范围，采样点数相比现有SH传感器提高2到3个数量级，测量精度与干涉法相当，并且系统简单、造价低，对环境要求不严格。由于测量精度基于系统几何基准，无需复杂面形的光学实物基准，解决了检测溯源问题，可同时对非球面、自由曲面等复杂光学表面进行面形参数、面形误差检测。本项目的研究和实施有望解决航天、天文及民用领域大动态、高分辨、高精度的复杂面形检测难题。技术指标为测量凸面口径φ80mm，精度λ/10，最大斜率非球面度5度。

结论摘要：

随着光学加工制造技术的不断发展，以非球面、自由曲面为代表的复杂光学表面的光学元件在航空航天及其他领域光学系统中的应用需求不断增加，如何实现非球面元件面形的高精度快速测量是实现其应用的关键.在现有的非球面及其它复杂曲面面形检测技术中，目前没有通用性好、适用面广、动态范围大，同时能够在光学生产现场进行高精度、快速、低成本的检测方法。 本项目基于几何检测法的简洁与稳定，提出基于被测面斜率检测的复杂光学面形逆向哈特曼检测方法。方法采用一种新的空间采样编码及斜率测量原理，使得其面形测量精度与干涉检测相当，环境抗干扰能力高于干涉法，动态范围、分辨率高于经典刀口、朗奇或哈特曼检测法，同时系统简单，无需任何特殊元件，成本低，通用性强。在对高精度大尺寸复杂面形检测中，与干涉法形成相互对比和验证。 除了常用的凹面反射镜外，该方法测量范围还可延伸至平面和凸面。关键测量数据如下 凹面可测量其面形参数和面形误差，最大可测量十数米，斜率测量动态范围为1e5,斜率测量精度为1e-6~1e-7。 平面可测量其面形误差，最大可测量数米，斜率测量动态范围为1e5,斜率测量精度为1e-6~1e-7。 凸面可测量其面形参数和面形误差，最大可测量一米，斜率测量动态范围为1e5,斜率测量精度为1e-5~1e-6。