CN106918301B - 平面面形子孔径拼接干涉测量装置和测量方法 - Google Patents

Abstract

一种平面面形子孔径拼接干涉测量装置和测量方法，装置包括干涉仪、干涉仪拼接位移台、干涉仪倾斜调整台、被测件拼接位移台、被测件倾斜调整台、被测件，支撑平台及控制系统。本发明具有子孔径定位精度高、测量精度高和全自动测量的优点。

Description

平面面形子孔径拼接干涉测量装置和测量方法

技术领域

本发明涉及平面面形干涉测量领域，特别是一种平面面形子孔径拼接干涉测量装置和测量方法。

背景技术

子孔径拼接干涉测量技术能够以低成本实现大口径光学元件的测量，同时保留了小口径测量的高空间分辨率和高精度。1982年美国Arizona大学光学中心的C.J.Kim首先提出子孔径拼接干涉测量的概念(1.【C.Kim,J.Wyant.Subaperture test of a large flator a fast aspheric surface[J].Opt.Soc.Am.,1981,71:1587】)。1985年T.W.Stuhlinger提出离散相位法，用在子孔径上分布的大量离散点的光学相位测量值来描述波前，该思想是子孔径测试发展的一个新的里程碑，是后来子孔径测试方法的雏形(2.【TilmanW.Stuhlinger.Subaperture optica ltesting:experimental verification[C].SPIE,1986,656:118～127】)。1997年M.Bray研制的拼接干涉仪成功应用于国家点火装置(National Ignition Facility,NIF)和Laser Mega Joule等ICF系统中(3.【M.Bray.Stiching interferometer for large plano optics using a standardinterferometer[C].SPIE,1997,3134:39～50】和4.【M.Bray.Stitching Interferometry:Side effects and PSD[C].SPIE,1999,3782:443～452】)。2003年后，美国QED公司，英国Zeeko公司相继开发出商用的子孔径拼接工作站，能够测量平面、球面、非球面面形，测量口径可达到200mm(5.【Marc Tricard,Greg Forbes,Paul Murphu.Subaperture metrologytechnologies extend capabilities in optics manufacturing.Proc.of SPIE,5965:0B1～0B11】和6.【Christopher W.King,Matthew Bibby.Development of a metrologyworkstation for full-aperture and subaperture stitching measurements[C].Procedia CIRP,2014,359～364】)。在国内，子孔径测试技术的研究开始于上个世纪90年代初，长春光机所、南京理工大学、上海光机所、上海大学、国防科技大学等科研单位对其做了大量研究和实验，主要用于大口径平面、球面及非球面光学元件的检测。

对于大口径元件拼接检测，由于子孔径数量较多，子孔径拼接测量系统的检测精度会受到拼接累积误差、单个子孔径面形检测精度等多种因素影响。朱鹏辉，唐锋等提出了一种提高子孔径拼接测量系统拼接检测精度的方法(7.【朱鹏辉，唐锋，卢云君等，一种高精度平面子孔径拼接检测方法，中国发明专利申请201610223513.8】)，主要用于抑制平面子孔径拼接累积误差。但是，单个子孔径的测量误差也会在拼接过程中累积，提高单个子孔径的检测精度是实现高精度拼接的前提条件。而对子孔径拼接测量系统，单个子孔径的测量精度会受到拼接位移台的俯仰偏摆误差造成的干涉条纹数量变化、拼接位置变化、标准镜面形等多种因素的影响，例如，当干涉条纹较多时，由于干涉仪回程误差的影响，会在单个子孔径面形检测结果中引入彗差；由于拼接位移台的俯仰和偏摆，也会使单个子孔径拼接位置偏离理想拼接位置，引入测量误差。这些误差因素在现有拼接检测技术中并未考虑，影响单个子孔径测量精度，提高单个子孔径拼接测量精度需要拼接测量装置结构和测量方法两方面结合。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种用于大口径平面元件的平面面形子孔径拼接干涉测量装置和测量方法，该装置具有子孔径定位精度高、测量精度高和全自动测量的优点。

本发明的技术解决方案如下：

一种平面面形子孔径拼接干涉测量装置，其特点在于，包括：干涉仪、干涉仪拼接位移台、干涉仪倾斜调整台、待测件拼接位移台、待测件倾斜调整台、待测件、支撑平台及控制系统；

所述的干涉仪包含平面标准镜及标准镜倾斜调整架；所述的平面标准镜的参考面所在平面为XY平面，所述的干涉仪输出准直光束方向为Z方向，XY平面与Z方向垂直，X方向与Y方向在XY平面内相互垂直；

所述的干涉仪拼接位移台是沿X方向运动的一维线性电动位移台；

所述的干涉仪倾斜调整台是具有绕X和Y方向旋转微调节功能的二维电动倾斜调节台；

所述的待测件拼接位移台是沿Y方向运动的一维线性电动位移台；

所述的待测件倾斜调整台是具有绕X和Y方向旋转微调节功能的二维电动倾斜调节台；

所述的干涉仪倾斜调整台安装在干涉仪拼接位移台的工作台面上；所述的干涉仪安装于干涉仪倾斜调整台上；所述的待测件倾斜调整台安装于待测件拼接位移台上；所述的待测件放置于待测件倾斜调整台上；所述的干涉仪拼接位移台和待测件拼接位移台安装于支撑平台上；所述的平面标准镜安装于标准镜倾斜调整架上；所述的干涉仪的出射光垂直入射在待测件的待测面上；所述的干涉仪拼接位移台和待测件拼接位移台通过组合线性移动，可以使干涉仪的测量光斑覆盖待测件的待测面全口径；

所述的控制系统是计算机及配套驱动控制电路，该控制系统通过电缆分别与所述的干涉仪、干涉仪拼接位移台、干涉仪倾斜调整台、待测件拼接位移台、待测件倾斜调整台连接并控制其工作。

利用上述平面面形子孔径拼接干涉测量装置进行大口径平面面形拼接测量的方法，其特征在于包含下述步骤：

1)将所述的待测件置于所述的待测件拼接位移台上，使所述的待测件的待测面与所述的平面标准镜的参考面相对，调节所述的标准镜倾斜调整架，使所述的平面标准镜的参考面与所述的干涉仪的输出光垂直；

2)调节干涉仪拼接位移台，使所述的平面标准镜位于所述的待测件的X方向的第1个拼接测量位置；

3)调节待测件拼接位移台，使所述的平面标准镜位于所述的待测件的Y方向的第1个拼接测量位置；

4)调节待测件倾斜调整台，使所述的干涉仪观测到干涉条纹，并且干涉条纹最少；所述的控制系统控制所述的干涉仪对待测件的第1子孔径面形进行测量，干涉仪3测量结果即为该子孔径面形数据S_1,1送所述的控制系统并保存，S_1,1第一个下标1表示该子孔径是X方向第1个拼接测量位置，S_1,1第二个下标1表示该子孔径是Y方向第1个拼接测量位置；

5)所述的控制系统控制待测件拼接位移台移动，使所述的待测件Y方向的下一个拼接测量位置对准所述的干涉仪；所述的控制系统控制所述的干涉仪，对待测件的该子孔径面形进行测量，干涉仪测得面形及该面形的Z2和Z3项(X倾斜和Y倾斜)Zernike系数a2、a3，所述的控制系统根据Zernike系数a2、a3与XY两个倾斜方向倾斜角的关系，计算待测件倾斜调整台在XY两个倾斜方向应调节的倾斜角，并控制待测件倾斜调整台反向调节这两个角度，使得干涉条纹数最少；然后所述的控制系统控制干涉仪对待测件6的该子孔径面形再次进行测量，得到该子孔径面形数据S_i,j送所述的控制系统8保存，其中i＝1、…、m，表示该子孔径是X方向第i个拼接测量位置，m为X方向拼接测量位置的个数，j＝1…n，表示该子孔径是Y方向第j个拼接测量位置，n为Y方向拼接测量位置的个数；所述的Zernike系数a2、a3与XY两个倾斜方向倾斜角θx、θy的关系为θx≈a2/R,θy≈a3/R，其中R为干涉仪计算Zernike系数a2、a3时单位圆的半径；

6)重复步骤5)，直至完成Y方向全部n个子孔径测量位置的测量；

7)所述的控制系统控制干涉仪拼接位移台移动，使所述的平面标准镜对准X方向下一个拼接测量位置；所述的控制系统控制干涉仪，对待测件的该子孔径面形进行测量，干涉仪测得面形及该面形的Z2和Z3项(X倾斜和Y倾斜)Zernike系数a2、a3，所述的控制系统根据Zernike系数a2、a3与XY两个倾斜方向倾斜角的关系，计算干涉仪倾斜调整台在XY两个倾斜方向应调节的倾斜角，并控制干涉仪倾斜调整台反向调节这两个角度，使得干涉条纹数最少；然后所述的控制系统控制干涉仪对待测件的该子孔径面形再次进行测量，得到该子孔径面形数据S_i,j，所述的控制系统保存该子孔径面形数据S_i,j；所述的Zernike系数a2、a3与XY两个倾斜方向倾斜角θx、θy的关系与步骤5)相同；

8)重复步骤5～7，直至完成所有子孔径测量；

9)采用最小二乘法拼接已保存的所有子孔径面形S_i,j，得到待测件的全口径面形测量结果。

所述的大口径平面面形拼接测量的方法中控制系统控制干涉仪的方法，参见在先技术(美国Zygo公司产品手册，MxTMRemote Access Application Guide)；所述的大口径平面面形拼接测量的方法中干涉仪测得面形及该面形的Z2和Z3项(X倾斜和Y倾斜)Zernike系数a2、a3的操作流程，参见在先技术(美国Zygo公司产品手册，MetroPro ReferenceGuide)；所述的大口径平面面形拼接测量的方法中采用最小二乘法拼接所有已保存的子孔径面形S_i,j的方法参见在先技术(李永，唐锋，卢云君等，一种降低平面子孔径拼接累积误差的方法，中国激光，2015，42(7)：708006；侯溪，伍凡，杨力等，子孔径拼接干涉测试技术现状及发展趋势，光学与光电技术，2005(03))。

本发明与现有技术相比，其优点为：

1.在子孔径拼接测量系统中加入了干涉仪倾斜调整台和待测件倾斜调整台，在干涉仪拼接位移台和待测件拼接位移台移动后，分别调节干涉仪倾斜调整台和待测件倾斜调整台，使得干涉条纹最少，降低了干涉仪回程误差及拼接位移台俯仰偏摆运动导致的子孔径实际位置与理想位置偏差，提高了子孔径测量精度。

2.根据初步测量结果的Z2和Z3(X倾斜和Y倾斜)系数a2、a3，以及系数a2、a3与XY两个倾斜方向倾斜角的关系，自动调节干涉仪倾斜调整台和待测件倾斜调整台，实现自动化测量。

附图说明

图1为本发明平面面形子孔径拼接干涉检测装置的结构示意图。

图2为本发明的一种子孔径测量顺序排布的示意图。

具体实施方式

为了更好的理解本发明的目的、技术方案和优点，下面结合附图及实施例对本发明作进一步说明，但不应以此限制本发明的保护范围。

一种平面面形子孔径拼接干涉检测装置，如图1所示，包括：干涉仪3，干涉仪拼接位移台1，干涉仪倾斜调整台2，待测件拼接位移台4，待测件倾斜调整台5，待测件6，支撑平台7，及控制系统8；

所述的干涉仪3为美国Zygo公司的DynaFiz干涉仪，测量口径100mm；

所述的干涉仪3包含平面标准镜3-2及标准镜倾斜调整架3-1；所述的平面标准镜3-2的参考面所在平面为XY平面，所述的干涉仪3输出准直光束，光束出射方向为Z方向，XY平面与干涉仪光束出射方向即Z方向垂直，X方向与Y方向在XY平面内相互垂直；

所述的干涉仪拼接位移台1是沿X方向运动的一维线性电动位移台，行程400mm；

所述的干涉仪倾斜调整台2是具有绕X和Y方向旋转微调节功能的二维电动倾斜调节台，调节范围±3°，调节分辨率2″；

所述的待测件拼接位移台4是沿Y方向运动的一维线性电动位移台，行程600mm；

所述的待测件倾斜调整台5是具有绕X和Y方向旋转微调节功能的二维电动倾斜调节台，调节范围±3°，调节分辨率2″；

所述的干涉仪倾斜调整台2安装在干涉仪拼接位移台1的工作台面上；所述的干涉仪3安装于干涉仪倾斜调整台2上；所述的待测件倾斜调整台5安装于待测件拼接位移台4上；所述的待测件6放置于待测件倾斜调整台5上；所述的干涉仪拼接位移台1和待测件拼接位移台4安装于支撑平台7上；所述的平面标准镜3-2安装于标准镜倾斜调整架3-1上；所述的干涉仪3的出射光经过平面标准镜3-2后，垂直入射在待测件6的待测面上；所述的干涉仪拼接位移台1和待测件拼接位移台4通过组合线性移动，可以使干涉仪3的测量光斑覆盖待测件6的待测面全口径；

所述的控制系统8是计算机及配套驱动控制电路，与干涉仪3、干涉仪拼接位移台1、干涉仪倾斜调整台2、待测件拼接位移台4、待测件倾斜调整台5通过电缆连接，并控制其工作。

本发明的工作原理如下：所述的平面面形子孔径拼接干涉检测装置通过干涉仪拼接位移台1和待测件拼接位移台4的线性移动实现不同子孔径面形的测量；在干涉仪拼接位移台1和待测件拼接位移台4线性移动过程中，实际上存在俯仰、偏摆、滚转三个方向的角位移运动偏差，角位移运动偏差会引起待测面与干涉仪出射光夹角在不同子孔径间发生变化，产生两方面影响：(1)引起干涉条纹载波变化，导致干涉仪回程误差的变化，每个子孔径的测量结果的系统误差会不同，角位移偏差较大，子孔径间干涉条纹数量变化越大，单个子孔径测量误差越大，最终导致拼接误差；(2)由于角位移的旋转中心并不会通过待测面，因此，角位移也会产生子孔径位置偏差。所述的平面面形子孔径拼接干涉检测装置通过干涉仪倾斜调整台2和待测件倾斜调整台5分别来补偿干涉仪拼接位移台1和待测件拼接位移台4的角位移偏差，一方面使不同子孔径的干涉条纹数量最小，从而降低干涉仪回程误差的影响；另一方面，由于干涉仪倾斜调整台2安装在干涉仪拼接位移台1上，当干涉仪倾斜调整台2补偿干涉仪拼接位移台1的角位移偏差时，干涉仪拼接位移台1的角位移偏差引起的子孔径位置偏差也在一定程度上由干涉仪倾斜调整台2补偿；待测件倾斜调整台5对于待测件拼接位移台4有相同作用。

此外，干涉仪拼接位移台1和待测件拼接位移台4的角位移偏差可以通过干涉仪测量结果Zernike多项式拟合结果中的Z2、Z3项系数a2、a3来定量计算，Z2、Z3项的定义分别为x和y(单位圆归一化坐标)，对于平面测量及小角度偏差，系数a2、a3与XY两个倾斜方向倾斜角θx、θy的关系为θx≈a2/R,θy≈a3/R，其中R为求解系数a2、a3时单位圆的半径。因此，在一个待测子孔径位置，首先进行一次面形初测，对初测面形结果进行Zernike多项式拟合，根据系数a2、a3计算XY两个倾斜方向倾斜角θx、θy并进行自动补偿，可以实现自动化高精度拼接测量。

利用上述平面面形子孔径拼接干涉测量装置进行大口径平面面形拼接测量的方法，包含下述步骤：

1)将所述的待测件6置于所述的待测件拼接位移台4上，使所述的待测件6的待测面与所述的平面标准镜3-2的参考面相对，调节所述的标准镜倾斜调整架3-1，使所述的平面标准镜3-2的参考面与所述的干涉仪3的输出光垂直；

2)调节干涉仪拼接位移台1，使所述的平面标准镜3-2位于所述的待测件6的X方向的第1个拼接测量位置；

3)调节待测件拼接位移台4，使所述的平面标准镜3-2位于所述的待测件6的Y方向的第1个拼接测量位置；

4)调节待测件倾斜调整台5，使所述的干涉仪3观测到干涉条纹，并且干涉条纹最少；所述的控制系统8控制所述的干涉仪3对待测件6的第1子孔径面形进行测量，干涉仪3测量结果即为该子孔径面形数据S_1,1，S_1,1第一个下标1表示该子孔径是X方向第1个拼接测量位置，S_1,1第二个下标1表示该子孔径是Y方向第1个拼接测量位置；所述的控制系统8保存该子孔径面形数据S_1,1；

5)所述的控制系统8控制待测件拼接位移台4移动，使所述的待测件6Y方向的下一个拼接测量位置对准所述的干涉仪3；所述的控制系统8控制所述的干涉仪3，对待测件6的该子孔径面形进行测量，干涉仪3测得面形及该面形的Z2和Z3项(X倾斜和Y倾斜)Zernike系数a2、a3，所述的控制系统8根据Zernike系数a2、a3与XY两个倾斜方向倾斜角的关系，计算待测件倾斜调整台5在XY两个倾斜方向应调节的倾斜角，并控制待测件倾斜调整台5反向调节这两个角度，使得干涉条纹数最少；然后所述的控制系统8控制干涉仪3，对待测件6的该子孔径面形再次进行测量，得到该子孔径面形数据S_i,j，其中i＝1、…、m，表示该子孔径是X方向第i个拼接测量位置，m为X方向拼接测量位置的个数，j＝1…n，表示该子孔径是Y方向第j个拼接测量位置，n为Y方向拼接测量位置的个数；所述的控制系统8保存该子孔径面形数据S_i,j；所述的Zernike系数a2、a3与XY两个倾斜方向倾斜角θx、θy的关系为θx≈a2/R,θy≈a3/R，其中R为干涉仪3计算Zernike系数a2、a3时单位圆的半径，为50mm；

6)重复步骤5)，直至完成Y方向全部n个子孔径测量位置的测量；

7)所述的控制系统8控制干涉仪拼接位移台1移动，使所述的平面标准镜3-2对准X方向下一个拼接测量位置；所述的控制系统8控制干涉仪3，对待测件6的该子孔径面形进行测量，干涉仪3测得面形及该面形的Z2和Z3项(X倾斜和Y倾斜)Zernike系数a2、a3，所述的控制系统8根据Zernike系数a2、a3与XY两个倾斜方向倾斜角的关系，计算干涉仪倾斜调整台2在XY两个倾斜方向应调节的倾斜角，并控制干涉仪倾斜调整台2反向调节这两个角度，使得干涉条纹数最少；然后所述的控制系统8控制干涉仪3，对待测件6的该子孔径面形再次进行测量，得到该子孔径面形数据S_i,j，所述的控制系统8保存该子孔径面形数据S_i,j；所述的Zernike系数a2、a3与XY两个倾斜方向倾斜角θx、θy的关系与步骤5)相同；

8)重复步骤5～7，直至完成所有子孔径测量；

9)采用最小二乘法拼接已保存的所有子孔径面形S_i,j，得到待测件的全口径面形测量结果。

本实施例采用100mm口径的干涉仪，能够实现400mm×600mm以上口径的平面面形测量，每个子孔径能够实现零条纹自动化测量，试验表明，本发明具有子孔径定位精度高、测量精度高和全自动测量的优点。

Claims (2)

1.一种平面面形子孔径拼接干涉检测装置，其特征在于，包括：干涉仪(3)、干涉仪拼接位移台(1)、干涉仪倾斜调整台(2)、被测件拼接位移台(4)、被测件倾斜调整台(5)、被测件(6)、支撑平台(7)和控制系统(8)；

所述的干涉仪(3)包含平面标准镜(3-2)和标准镜倾斜调整架(3-1)；所述的平面标准镜(3-2)的参考面所在平面为XY平面，所述的干涉仪(3)输出的准直光束的方向为Z方向，XY平面与Z方向垂直，X方向与Y方向在XY平面内相互垂直；

所述的干涉仪拼接位移台(1)是沿X方向运动的一维线性电动位移台；所述的干涉仪倾斜调整台(2)是具有绕X和Y方向旋转微调节功能的二维电动倾斜调节台；

所述的被测件拼接位移台(4)是沿Y方向运动的一维线性电动位移台；所述的被测件倾斜调整台(5)是具有绕X和Y方向旋转微调的二维电动倾斜调节台；

所述的干涉仪倾斜调整台(2)安装在干涉仪拼接位移台(1)的工作台面上；所述的干涉仪(3)安装在所述的干涉仪倾斜调整台(2)上；所述的被测件倾斜调整台(5)安装在所述的被测件拼接位移台(4)上；所述的干涉仪拼接位移台(1)和被测件拼接位移台(4)安装在所述的支撑平台(7)上；所述的平面标准镜(3-2)安装在所述的标准镜倾斜调整架(3-1)上；所述的干涉仪(3)的出射光垂直入射在被测件(6)的待测面上；所述的干涉仪拼接位移台(1)和被测件拼接位移台(4)通过组合线性移动，所述的干涉仪(3)的测量光斑覆盖被测件(6)的待测面全口径；

所述的控制系统(8)包括计算机及配套驱动控制电路，所述的控制系统(8)分别通过电缆与所述的干涉仪(3)、干涉仪拼接位移台(1)、干涉仪倾斜调整台(2)、被测件拼接位移台(4)、被测件倾斜调整台(5)连接并控制其工作。

2.利用权利要求1所述的平面面形子孔径拼接干涉检测装置进行大口径平面面形拼接的测量方法，其特征在于该方法包含下述步骤：

1)将所述的被测件(6)置于所述的被测件拼接位移台(4)上，使所述的被测件(6)的待测面与所述的平面标准镜(3-2)的参考面相对，调节所述的标准镜倾斜调整架(3-1)，使所述的平面标准镜(3-2)的参考面与所述的干涉仪(3)的输出光垂直；

2)调节所述的干涉仪拼接位移台(1)，使所述的平面标准镜(3-2)位于所述的被测件(6)的X方向的第1个拼接测量位置；

3)调节所述的被测件拼接位移台(4)，使所述的平面标准镜(3-2)位于所述的被测件(6)的Y方向的第1个拼接测量位置；

4)调节所述的被测件倾斜调整台(5)，使所述的干涉仪(3)观测到干涉条纹，并且干涉条纹最少；所述的控制系统(8)控制所述的干涉仪(3)对所述的被测件(6)的第1子孔径面形进行测量，所述的干涉仪(3)测量结果即为该子孔径面形数据S_1,1，S_1,1第1个下标1表示该子孔径是X方向第1个拼接测量位置，S_1,1第二个下标1表示该子孔径是Y方向第1个拼接测量位置；所述的干涉仪(3)将测量结果送所述的控制系统(8)，所述的控制系统(8)保存该子孔径面形数据S_1,1；

5)所述的控制系统(8)控制所述的被测件拼接位移台(4)移动，使所述的被测件(6)Y方向的下一个拼接测量位置对准所述的干涉仪(3)；所述的控制系统(8)控制所述的干涉仪(3)，对被测件(6)的该子孔径面形进行测量，干涉仪(3)测得面形，及X倾斜和Y倾斜时该面形的Z2和Z3项Zernike系数a2、a3，所述的控制系统(8)根据Zernike系数a2、a3与XY两个倾斜方向倾斜角的关系，计算被测件倾斜调整台(5)在XY两个倾斜方向应调节的倾斜角，并控制被测件倾斜调整台(5)反向调节这两个角度，使得干涉条纹数最少；然后所述的控制系统(8)控制干涉仪(3)对被测件(6)的该子孔径面形再次进行测量，所述的控制系统(8)接收并保存该子孔径面形数据S_i,j，其中i＝1、…、m，表示该子孔径是X方向第i个拼接测量位置，m为X方向拼接测量位置的个数，j＝1…n，表示该子孔径是Y方向第j个拼接测量位置，n为Y方向拼接测量位置的个数；所述的Zernike系数a2、a3与XY两个倾斜方向倾斜角θx、θy的关系为θx≈a2/R,θy≈a3/R，其中R为干涉仪(3)计算Zernike系数a2、a3时单位圆的半径；

6)重复步骤5)，直至完成Y方向全部n个子孔径测量位置的测量；

7)所述的控制系统(8)控制干涉仪拼接位移台(1)移动，使所述的平面标准镜(3-2)对准X方向下一个拼接测量位置；所述的控制系统(8)控制干涉仪(3)，对被测件(6)的该子孔径面形进行测量，干涉仪(3)测得面形及该面形的Z2和Z3项(X倾斜和Y倾斜)Zernike系数a2、a3，所述的控制系统(8)根据Zernike系数a2、a3与XY两个倾斜方向倾斜角的关系，计算干涉仪倾斜调整台(2)在XY两个倾斜方向应调节的倾斜角，并控制干涉仪倾斜调整台(2)反向调节这两个角度，使得干涉条纹数最少；然后所述的控制系统(8)控制干涉仪(3)对被测件(6)的该子孔径面形再次进行测量，所述的控制系统(8)接收并保存该子孔径面形数据S_i,j，所述的Zernike系数a2、a3与XY两个倾斜方向倾斜角θx、θy的关系与步骤5)相同；

8)重复步骤5～7，直至完成所有子孔径测量；

9)采用最小二乘法拼接已保存的所有子孔径面形S_i,j，得到待测件的全口径面形测量结果。