基于经验模态分解的精密光学表面中频误差识别方法

摘要

对于高端光学元件,除限制低频面形误差和高频表面粗糙度之外,需要严格控制中频误差,以确保其使用性能。目前国际上广泛采用功率谱密度(Power spectral density,PSD)曲线评价中频误差,该方法以Fourier变换为基础,在全局水平上给出中频误差的综合评价。但是,光学元件磨削与抛光工艺过程中,局部波动和变周期波动是常见的中频误差存在形式。为更加准确地评价中频误差,指导补偿加工,需要识别中频误差频率及位置信息。鉴于此,从光学表面属于非平稳空间信号的角度出发,提出基于经验模态分解的精密光学表面中频误差提取和识别方法,对光学表面拟合残差进行经验模态分解,得到一系列固有模态函数,根据各阶固有模态函数特征,识别不同空间位置存在的表面误差和波动频率,并将其合成得到光学表面的中频和高频误差。仿真与实际检测结果分析证实该方法可以有效识别中频误差特征及其方位。