【儀表網 研發快訊】近日，中國科學院上海光學精密機械研究所高功率激光元件技術與工程部光學檢測與表征中心劉世杰研究員團隊，在大偏離自由曲面光學元件自適應干涉檢測方面取得新進展，相關成果以 “Interferogram-free adaptive wavefront interferometry: fourier spot analysis enhancing adaptive compensation performance” 為題發表于Optics Express。
針對傳統自適應波前干涉術(AWI)高度依賴干涉條紋重構與識別，無法有效檢測大面形偏離光學元件的問題，該研究提出了一種基于傅里葉光斑(FS)分析的無干涉圖自適應波前干涉術(IF-AWI)。該方法在自適應補償過程中完全擺脫了對干涉條紋、相移和相位解包裹的依賴，通過分析傅里葉光斑強度分布來引導優化方向，從而在干涉條紋無法形成或嚴重缺失的情況下，仍可實現穩定、高效的波前補償與測量。
為進一步提升優化效率與收斂性能，研究團隊引入了基于 Runge–Kutta的智能優化算法，在全局搜索能力和局部收斂速度之間實現了良好平衡，該方法可在約60次迭代內成功補償峰谷值超過100λ、均方根超過20λ的自由曲面波前。
該成果突破了傳統自適應干涉測量對干涉條紋質量的根本限制，顯著拓展了自由曲面可測量動態范圍，為自由曲面在拋光的檢測提供了全新的技術路徑，對高端光學元件制造與檢測具有重要應用價值。
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圖1 IF-AWI原理示意圖：(a) 光路圖；(b) 參考光與測試光的偏振態示意圖。
(P1-3：線偏振片，QWP1-3：四分之一波片，L1-3：透鏡，PBS：偏振分光器，BS：分光器，SUT：待測面，S：光闌)
圖2 IF-AWI的補償過程：(a) FS在補償過程中的變化；(b) 對應的干涉條紋從密集到稀疏，直至零條紋。(優化過程中未使用干涉條紋作為反饋)
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