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君子忧道不忧贫。——孔丘

《精密和超精密加工技术》

课程报告

题目：精密超精密加工技术综述

姓名：

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指导教师：

2015年12月

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君子忧道不忧贫。——孔丘

摘要

论述精密超精密加工的技术内涵和范畴，分析影响精密超精密加工的主要因

素。介绍了波面激光干涉仪的测量原理及使用技巧，重点阐述了如何在超精密加

工的多个环节，如工件检测、精密对刀、误差补偿中发挥波面激光干涉仪的作用。

关键词:超精密加工技术波面激光干涉仪测量误差补偿

1引言

现代精密测量技术是一门集光学、电子、传感器、图像、制造及计算机技术

为一体的综合性交叉学科，它和精密超精密加工技术相辅相成，为精密超精密加

工提供了评价和检测手段；精密超精密加工水平的提高又为精密测量提供了有利

的仪器保障。在进行亚微米级超精密加工时，测量是必不可少的关键技术，加工

精度越高，测量技术就越重要。波面激光干涉仪作为一种高精度的非接触式面形

测量仪器，十分适合于在超精密加工中应用。本文将介绍WYKO数字波面激光干

涉仪，在实际大型超精密非球面立式车床的样件加工中的应用。

2波面激光干涉仪原理

波面激光干涉仪是利用干涉原理测量光程之差从而测定光学元件的面形、光

学镜头的波面像差以及光学材料均匀性等的一种精密光学仪器。两束相干光程差

的任何变化都会非常灵敏地导致干涉条纹的移动，而某一束相干光的光程变化是

由它所通过的几何路程或介质折射率的变化引起，所以通过干涉条纹的移动变化

可测量几何长度或折射率的微小改变量，从而测得与此有关的其他物理量。测量

精度决定了测量光程差的精度，干涉条纹每移动一个条纹间距，光程差就改变个

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波长（约10m）,所以干涉仪是以干涉仪是以光波波长为单位测量光程差的，其





测量精度一般为/10:/100(为检测用光源的波长)，精度之高是任何其他

测量方法所无法比拟的。

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君子忧道不忧贫。——孔丘

图1泰曼干涉仪和斐索干涉仪原理示意图

常用的波面激光干涉仪有泰曼干涉仪和斐索干涉仪，两者干涉光路有所不

同，如图1所示。

泰曼干涉仪由两个准直透镜、分束器。标准平板一级标准球面镜所组成。单

色光经小孔、光源准直透镜后被分束器分解为参考光束和检测光束。两者分别由

标准平面和检测系统自准返回后，在经分束器，通过观测准直透镜重合，形成等

厚干涉条纹。根据条纹的形状来判断被测件的光学质量。用泰曼干涉仪检测平板

或棱镜的表面面形及其均匀性，和检测无限或有限共轭距镜头的波面像差，只需

在检测光路中，用一标准的平面或球面反射镜，或再附加一负透镜组，以形成平