基于激光干涉仪对天文底片扫描仪气浮式运动平台的性能测试

为推进国际天文底片数字化工作,上海天文台正在开展高精度天文底片专用扫描仪的研制;两轴线性运动平台是高精度天文底片扫描仪的核心部件,需要对其各项参数进行标准化测试,以获取其对天文底片数字化精度的直接影响;基于激光干涉测量原理,使用RENISHAW XL80激光干涉仪搭建测量光路,对正在研制的天文底片扫描仪所用气浮式运动平台关键性能进行了测试;结果表明,在350 mm×350 mm工作范围内,气浮式运动平台载物台的定位重复精度优于0.025 μm,直线度和平面度优于0.3 μm,俯仰角和偏摆角误差小于0.3";该平台满足高精度天文底片扫描仪设备的研制需求,测试结果不仅可为扫描仪设备的整体性能评估提供参考,也可为后续的位置系统差补偿提供依据.     

基于角锥棱镜的激光干涉位移测量误差分析

基于光线矢量方法和角锥棱镜光学特性,推导角锥棱镜姿态角、直线运动自由度、余弦误差以及阿贝误差对激光干涉位移测量影响的数学表达式,并使用RENISHAW XL80激光干涉仪搭建测量光路,开展相关测量实验。结果表明：姿态角对干涉位移测量的影响通常不超过0.1um;当角锥存在直线自由度误差时,返回测量光束的光斑中心会产生与水平或垂直直线度方向一致的平移,但不会引入几何位移测量误差;推导给出角锥棱镜测量光束的回光偏移量与余弦误差之间的关系,阿贝误差与阿贝臂值和角锥棱镜偏摆角之间的关系。干涉位移测量实验表明,通过修正阿贝误差,可以有效提高位移测量精度。研究结果建立了基于角锥棱镜进行干涉位移测量的误差分析方法,为干涉位移测量的误差补偿提供依据。