论文摘要：数字全息球面检测的误差影响及修正方法研究

在精密仪器、机械制造业、航空航天设备和各种国防装备中，高精度球形构件的应用非常普遍，它们对产品的性能起到了至关重要的作用。在球形工件表面的加工中，球面轮廓的检测精度制约着加工精度，因此高精度的球形元件表面轮廓检测对球形件的加工技术具有重要的推动作用。数字全息作为一种新兴的非接触式干涉成像和检测技术，具有高灵敏度、高精度、无损性、检测范围广泛等优势，已经成为目前国际研究领域的新热点。本文在总结数字全息的离轴干涉检测技术理论的基础上，围绕在线球面检测实验、检测系统误差分析以及误差的修正方法三个部分开展了研究工作。

本文在总结国内外数字全息技术应用的基础上，从理论研究、试验应用、系统分析三方面对数字全息技术在球面面形检测技术方面进行了研究。首先，分析了数字全息记录与再现的基本原理，在理论基础上，研究分析了离轴数字全息球面干涉检测的方法，并基于离轴数字全息干涉理论，构建了一套离轴数字全息球面检测系统，该系统采用单次曝光获得全息图，并通过再现计算得到球面的面形信息。其次，对离轴数字全息球面检测系统进行误差分析，影响检测系统的误差包括：离轴数字全息倾斜像差、检测系统自身元件误差、位置机构调整误差、光源误差以及环境误差。在分析了各项误差的基础上，探究了各项误差与干涉仪结构参数的关系以及减小误差的准则和方法，其中主要包括修正检测系统自身元件误差的绝对检测方法以及修正位置机构调整误差的泽尼克多项式拟合方法。最后，通过离轴数字全息检测系统以及绝对检测方法进行实验检测，该实验显示了离轴数字全息球面检测系统在球面面形检测上的准确性，同时通过实验得出该方法在实现球面轮廓检测方面具有较好的重复性与稳定性。

研究工作为球形工件的在线检测提供了一种有效的方法。