记者17日从中国科学院长春光机所获悉，该所光学系统先进制造重点实验室（中国科学院）中国工程院院士张学军研究团队，提出了一种基于等效曲面的CGH（计算机生成全息图）检测精度校验方法，采用小口径高精度轮廓仪实现了超大口径非球面反射镜CGH补偿元件标定，精度优于λ/150（λ = 632.8nm）。
基于等效元件的CGH检具测量精度校验方法示意图
CGH检测精度校验方法的流程图
据了解，超大口径高精度非球面光学反射镜是高分辨率空间对地观测、深空探测和天文观测系统的核心元件，其制造技术水平对国防安全、国民经济建设、基础科研能力而言具有重要意义。
超大口径非球面反射镜的表面形状往往要求达到纳米级精度，这就对控制其表面形状精度的检具提出了超高要求。目前，CGH补偿干涉检测技术是这一领域唯一且精度最高的检测方法。
针对CGH检具的测量精度标定，广泛使用的方法主要包括制造误差分析、Imitator CGH以及复合相位CGH检验等，但这些方法并不能对CGH检具的实际衍射波前进行直接检验。比较检验是一种直接的精度检验方法，通过使用两种及以上检测技术测试同一光学元件。然而，对超大口径非球面反射镜的对比检验往往缺乏精度相当的多方法对比测量技术。轮廓检测法是一种具有潜力的高精度检测技术，但会受到测量口径的严重限制。
为突破口径限制，该研究团队提出了一种基于等效元件的CGH检具测量精度校验方法。该技术方案主要包括等效元件制造、比较检验和精度验证三个部分。通过模拟非球面波前传播过程，设计小口径等效元件，使其在自准直测量光路中与超大口径非球面反射镜完全等效，进而采用小口径高精度轮廓检测等效元件传递的非球面波前基准，解决了超大口径非球面反射镜CGH补偿元件的精度校验难题。
采用CGH的非球面反射镜测试实验装置
该研究团队指出，该技术为CGH检具的精度验证提供了可行的解决方案，确保了超大口径非球面反射镜的高精度和高可靠性检测。
目前，该技术成果以“Accuracy verification methodology for computer-generated hologram used for testing a 3.5-meter mirror based on an equivalent element”为题发表在Light：Advanced Manufacturing。中国科学院长春光机所博士生徐凯为论文第一作者，研究员胡海翔、张志宇为论文通讯作者。
