CN112985300B - 基于条纹追踪的光学元件轮廓检测方法、设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种基于条纹追踪的光学元件轮廓检测方法、设备及存储介质，包括：利用迈克尔逊干涉系统对标准光学元件表面进行测试，获取干涉条纹图；根据干涉条纹图得到光程差，从光程差中提取相位信息，并根据相位信息，获取标准光学元件表面的矢高信息；以干涉条纹图为输入，以标准光学元件表面的矢高信息为输出，构建并训练第一神经网络；同理对待测光学元件表面进行逐点扫描，获取待测干涉条纹图；将待测干涉条纹图输入至第一神经网络，获取待测光学元件表面每个点的矢高信息；根据迈克尔逊干涉系统在逐点扫描时的测量点坐标和待测光学元件表面每个点的矢高信息，获取待测光学元件的三维轮廓。这样的检测方法检测范围广且测量精度高。

Description

基于条纹追踪的光学元件轮廓检测方法、设备及存储介质

技术领域

本发明涉及面形检测领域，特别是涉及一种基于条纹追踪的光学元件轮廓检测方法、设备及存储介质。

背景技术

针对合成孔径望远镜中高精度、大尺度的光学元件的这个自由曲面面形测量，它的精度大概在1微米之下，50纳米之上。然而在米级尺度上，针对微米级的这种变化，进行亚微米级的精度的检测，目前仍没有很好的方法。

现有技术中，主要针对自由曲面的面型测量一般是采用计算机生成的全息图(Computer-GeneratedHolograms，CGH)、摆臂轮廓仪、激光跟踪仪或子孔径拼接方式进行检测。这些方式都有各自的缺点，如精度不够，检测范围不能达到很大的范围，在测量时动态范围不够。

因此，如何实现大范围大尺度精确测量光学元件的面形，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于条纹追踪的光学元件轮廓检测方法、设备及存储介质，可以高精度地获取光学元件的三维轮廓。其具体方案如下：

一种基于条纹追踪的光学元件轮廓检测方法，包括：

利用迈克尔逊干涉系统对标准光学元件表面进行测试，获取对应的干涉条纹图；

根据所述干涉条纹图得到光程差，从所述光程差中提取相位信息，并根据所述相位信息，获取所述标准光学元件表面的矢高信息；

以所述干涉条纹图为输入，以所述标准光学元件表面的矢高信息为输出，构建并训练第一神经网络；

利用所述迈克尔逊干涉系统对待测光学元件表面进行逐点扫描，获取不同点对应的待测干涉条纹图；

将所述待测干涉条纹图输入至训练好的所述第一神经网络，获取所述待测光学元件表面每个点的矢高信息；

根据所述迈克尔逊干涉系统在逐点扫描时的测量点坐标和所述待测光学元件表面每个点的矢高信息，获取所述待测光学元件的三维轮廓。

优选地，在本发明实施例提供的上述光学元件轮廓检测方法中，根据所述迈克尔逊干涉系统在逐点扫描时的测量点坐标和所述待测光学元件表面每个点的矢高信息，获取所述待测光学元件的三维轮廓，具体包括：

根据所述迈克尔逊干涉系统在逐点扫描时的测量点坐标和所述待测光学元件表面每个点的矢高信息，通过极大似然估计法得到所述待测光学元件三维表面的重建。

优选地，在本发明实施例提供的上述光学元件轮廓检测方法中，根据所述迈克尔逊干涉系统在逐点扫描时的测量点坐标和所述待测光学元件表面每个点的矢高信息，获取所述待测光学元件的三维轮廓，具体包括：

以所述迈克尔逊干涉系统在测试时的测量点坐标和所述标准光学元件表面的矢高信息组成的离散点云数据为输入，以泽尼克多项式系数为输出，构建并训练第二神经网络；

将所述迈克尔逊干涉系统在逐点扫描时的测量点坐标和所述待测光学元件表面每个点的矢高信息组成的离散点云数据输入至训练好的所述第二神经网络，获取所述待测光学元件的三维轮廓。

优选地，在本发明实施例提供的上述光学元件轮廓检测方法中，所述迈克尔逊干涉系统为全光纤式架构，包括：用于发出激光的激光发射器，第一耦合器，参考臂，光子芯片、光栅和测量臂；所述测量臂包括第二耦合器、反射镜、测量头和扫描机构；其中，

所述第一耦合器，用于将所述激光分成第一光束和第二光束；所述第一光束传输至所述参考臂，所述第二光束传输至所述测量臂；

所述参考臂，用于将所述第一光束进行调节后传输至所述光子芯片；

所述测量臂，用于将所述第二光束经过所述第二耦合器传输至所述反射镜，并经所述反射镜反射至所述测量头，通过所述测量头的轴向移动和所述扫描机构对所述标准光学元件或所述待测光学元件进行极坐标下的二维扫描，扫描后的光向后反射沿原路返回至所述第二耦合器，并通过所述第二耦合器分光，将一部分光传输至所述光子芯片；

所述光子芯片，用于接收所述参考臂与所述测量臂传输的光，产生干涉；

所述光栅，用于将经过所述光子芯片处理后的光进行衍射，形成分布均匀的干涉条纹。

优选地，在本发明实施例提供的上述光学元件轮廓检测方法中，所述第一耦合器的分光比为1:4，以使所述第一光束和所述第二光束的光强比为1:4。

优选地，在本发明实施例提供的上述光学元件轮廓检测方法中，所述第二耦合器的分光比为1:1。

优选地，在本发明实施例提供的上述光学元件轮廓检测方法中，所述测量臂还包括：连接于第二耦合器后方的光子灯笼；

所述光子灯笼的一端为单模光纤且与所述第二耦合器连接；所述光子灯笼的另一端为多模光纤。

优选地，在本发明实施例提供的上述光学元件轮廓检测方法中，所述参考臂包括第一准直器，与所述第一准直器连接的第二准直器，位于所述第二准直器下方的精密位移驱动器；

所述精密位移驱动器，用于移动所述第二准直器的位置，以使所述参考臂与所述测量臂之间的光程差小于所述激光的相干长度。

本发明实施例还提供了一种光学元件轮廓检测设备，包括处理器和存储器，其中，所述处理器执行所述存储器中保存的计算机程序时实现如本发明实施例提供的上述基于条纹追踪的光学元件轮廓检测方法。

本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，用于存储计算机程序，其中，所述计算机程序被处理器执行时实现如本发明实施例提供的上述基于条纹追踪的光学元件轮廓检测方法。

从上述技术方案可以看出，本发明所提供的一种基于条纹追踪的光学元件轮廓检测方法，包括：利用迈克尔逊干涉系统对标准光学元件表面进行测试，获取对应的干涉条纹图；根据干涉条纹图得到光程差，从光程差中提取相位信息，并根据相位信息，获取标准光学元件表面的矢高信息；以干涉条纹图为输入，以标准光学元件表面的矢高信息为输出，构建并训练第一神经网络；利用迈克尔逊干涉系统对待测光学元件表面进行逐点扫描，获取不同点对应的待测干涉条纹图；将待测干涉条纹图输入至训练好的第一神经网络，获取待测光学元件表面每个点的矢高信息；根据迈克尔逊干涉系统在逐点扫描时的测量点坐标和待测光学元件表面每个点的矢高信息，获取待测光学元件的三维轮廓。

本发明提供的上述光学元件轮廓检测方法利用光干涉的方法采集光学元件表面每个点对应的干涉条纹，将探测两路光程差技术应用到光学元件表面轮廓的检测领域中，以通过条纹追踪技术实现光学元件自由曲面的面形检测，检测范围广且测量精度高。此外，本发明还针对基于条纹追踪的光学元件轮廓检测方法提供了相应的设备及计算机可读存储介质，进一步使得上述方法更具有实用性，该设备及计算机可读存储介质具有相应的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的光学元件轮廓检测方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的迈克尔逊干涉系统的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的迈克尔逊干涉系统的测量点轨迹示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供一种基于条纹追踪的光学元件轮廓检测方法，如图1所示，包括以下步骤：

S101、利用迈克尔逊干涉系统对标准光学元件表面进行测试，获取对应的干涉条纹图。

需要说明的是，该标准光学元件可以是面形较好的标准平面镜，以获取较为完善的数据集，用于训练神经网络。

S102、根据干涉条纹图得到光程差，从光程差中提取相位信息，并根据相位信息，获取标准光学元件表面的矢高信息。

具体地，基于条纹追踪利用获取的干涉条纹图在返回光学主机后经算法测算出两路的光程差，根据光程差可以反推出干涉条纹图的相位信息，根据该相位信息，可以计算出光学元件表面的深度数据。

S103、以干涉条纹图为输入，以标准光学元件表面的矢高信息为输出，构建并训练第一神经网络。

在实际应用中，干涉条纹图和对应的光学元件表面的矢高信息是经过海量测量进行几千组，甚至上万组的数据积累，产生的数据集，通过该数据集训练第一神经网络。该第一神经网络可以是小波神经网络，结合了小波变换多尺度表征的特性，同时保留了神经网络泛化能力好、非线性映射能力强的特点。本发明使用小波函数作为隐藏层激活函数。

S104、利用迈克尔逊干涉系统对待测光学元件表面进行逐点扫描，获取不同点对应的待测干涉条纹图。

S105、将待测干涉条纹图输入至训练好的第一神经网络，获取待测光学元件表面每个点的矢高信息。

S106、根据迈克尔逊干涉系统在逐点扫描时的测量点坐标和待测光学元件表面每个点的矢高信息，获取待测光学元件的三维轮廓。

在本发明实施例提供的上述光学元件轮廓检测方法中，利用光干涉的方法采集光学元件表面每个点对应的干涉条纹，将探测两路光程差技术应用到光学元件表面轮廓的检测领域中，以通过条纹追踪技术实现光学元件自由曲面的面形检测，检测范围广且测量精度高。

需要说明的是，条纹追踪主要用于合成孔径望远镜接收迈克尔逊干涉系统的数据流，并实时计算每条基线随机变化的相位信息(包括相延迟与群延迟)，由光学原理可知，干涉条纹强度可如下式所示：

其中，

λ是相干光波长，I₁和I₂是干涉仪中每干涉臂入射光强，γ₁₂为复相干度，模为|γ₁₂|，相位为

其中，φ₁₂为目标源相位，

为两干涉臂光程s₁与s₂之差引入相位。干涉条纹对比度(contrast)或可见度(visibility)可表达为条纹振幅与总背景照度之比，如下式所示：

如果引入波长λ的光谱数变量(the spectroscopic wavenumber)k＝1/λ，令：

x＝(s₂-s₁)

则各个波长干涉条纹强度图案如下式所示：

I(κ,x)＝I_s[1+|γ₁₂|cos(2πκx-φ₁₂)]+I_b

此情况下，x＝s₂-s₁仅代表活塞相位偏置，不含有倾斜分量。当两臂光强I₁＝I₂时，干涉条纹能见度为复相干度的模值：

V＝|γ₁₂|

如果仪器带宽足够小，观测非准单色光源干涉可如上式表示。

四步相移法实现简单，是求解相位误差最常用的方法，获得光强为A,B,C,D，背景光强为N：

最终获得的条纹振幅与相位如下式所示：

在具体实施时，在本发明实施例提供的上述光学元件轮廓检测方法中，在一种实施方式中，步骤S106根据迈克尔逊干涉系统在逐点扫描时的测量点坐标和待测光学元件表面每个点的矢高信息，获取待测光学元件的三维轮廓，具体可以包括：根据迈克尔逊干涉系统在逐点扫描时的测量点坐标和待测光学元件表面每个点的矢高信息，通过极大似然估计法得到待测光学元件三维表面的重建。

需要说明的是，极大似然估计法是一种比较通用的概率估计方法，其基本思想是构造一个联系未知参数与观测数据的函数，即似然函数。此函数在某参数值上达到极大时，就得到此参数的估计。其基本原理可以简述为：

设观测值y是一个随机变量，其概率密度p依赖于未知参数θ。为了由y估计θ，选取使似然函数L(y/θ)＝p(y/θ)极大化的θ值。即存在

是L(y/θ)的最大值，则

是准确数值的可能性最大，此时称

为θ的极大似然估计。

设观测值y∈R^m与随机噪声ε∈R^m，当{ε(k)}具有同协方差Σ的m维独立高斯分布序列时，则似然函数为：

设预报值与测量之间的残差为

其协方差：

设观测值y∈R^m与预报误差ε∈R^m，当{w(k)}具有同协方差Σ的m维独立高斯分布序列时，则似然函数为：

即

当Σ未知时，首先利用最小二乘估计得到

进而得到

求

可得极大似然估计，在此θ可以设定为泽尼克多项式系数，对于中高频误差，其基底可选择正弦函数型。

在具体实施时，在本发明实施例提供的上述光学元件轮廓检测方法中，在另一种实施方式中，步骤S106根据迈克尔逊干涉系统在逐点扫描时的测量点坐标和待测光学元件表面每个点的矢高信息，获取待测光学元件的三维轮廓，具体可以包括：首先，以迈克尔逊干涉系统在测试时的测量点坐标和标准光学元件表面的矢高信息组成的离散点云数据为输入，以泽尼克多项式系数为输出，构建并训练第二神经网络；然后，将迈克尔逊干涉系统在逐点扫描时的测量点坐标和待测光学元件表面每个点的矢高信息组成的离散点云数据输入至训练好的第二神经网络，获取待测光学元件的三维轮廓。

在具体实施时，在本发明实施例提供的上述光学元件轮廓检测方法中，如图2所示，迈克尔逊干涉系统为全光纤式架构，光子在波导中传播，这样光路的装调变得容易，不会受外界环境的影响，该迈克尔逊干涉系统具体可以包括：用于发出激光的激光发射器(可以选用单模的窄带激光器)，第一耦合器，参考臂，光子芯片、光栅和测量臂；测量臂包括第二耦合器、反射镜、测量头和扫描机构；其中，

第一耦合器，用于将激光分成第一光束和第二光束；第一光束传输至参考臂，第二光束传输至测量臂；

参考臂，用于将第一光束进行调节后传输至光子芯片；

测量臂，用于将第二光束经过第二耦合器传输至反射镜，并经反射镜反射至测量头，通过测量头的轴向移动和扫描机构对标准光学元件或待测光学元件进行极坐标下的二维扫描，扫描后的光向后反射沿原路返回至第二耦合器，并通过第二耦合器分光，将一部分光传输至光子芯片；

光子芯片，用于接收参考臂与测量臂传输的光，产生干涉；

光栅，用于将经过光子芯片处理后的光进行衍射，形成分布均匀的干涉条纹。如果不用光栅进行分光的话，拍出来的将是一个圆点，受色散影响会模糊。

需要说明的是，迈克尔逊干涉系统采用全光纤光程调制器实现光程差补偿，考虑到检测的特殊环境，为了产生稳定的干涉条纹，可以使用延迟线(相对高频的补偿模块)补偿检测过程中温度变化、振动与弯折等因素所造成的参考臂与测量臂之间光程变化。在每次测量时，通过测量头对应的一个点的高度，以及扫描机构的运动，对整个待测光学元件表面进行扫描，扫描点可以重建数据。

由于激光的相干长度较大，而待测光学元件表面的起伏是连续的，因此一光路对准原始点，另一光路进行旋转测量(有一个转台)，即可以获得相对的轮廓数据。具体地，面形数据测量由非正交自由度耦合测量得到，由于测量时不是在一个坐标系中进行全部测量，需要待测光学元件在转台上进行旋转，然后再加上测量头轴向的移动，把所有的点都进行扫描，最后测量点的轨迹就是最后一个图，如图3所示，轨迹图全是弯弯的线条，因此需要对所获得数据进行坐标变换，最终根据不同的面形数据，选择不同的旋转运动与径向运动的组合，以获得最好的面形解算精度。

四元数作为一种坐标变换的有力数学工具，已经得到了越来越广泛的应用。利用四元数可以将任何形式的坐标变换以统一的矩阵形式表达，进而实现本项目的坐标变换。四元数具体的表达如(1)所示，其对应转化矩阵式(2)所示。

其中，[p_xp_yp_z]为平移向量，T为旋转矩阵。在此，以转台中心作为Z轴，以任意旋转平面为X-Y平面建立右手系坐标，并将所有数据变换到该坐标系中。

在具体实施时，在本发明实施例提供的上述光学元件轮廓检测方法中，第一耦合器的分光比可以预先分配为1:4，在激光经第一耦合器分光后第一光束和第二光束的光强比为1:4。第二耦合器的分光比可以预先分配为1:1。这样的设置，可以使第二光束在光损耗之后，跟第一光束的光强总体上接近，进而获取尽量高的条纹可见度，提高测量精度。

在具体实施时，在本发明实施例提供的上述光学元件轮廓检测方法中，测量臂还可以包括：连接于第二耦合器后方的光子灯笼，以实现多模光纤和单模光纤之间的转换；光子灯笼的一端为单模光纤且与第二耦合器连接，可进行光干涉的过程；光子灯笼的另一端为多模光纤，可将反射光的广泛角收回，将其耦合到单模光纤里再传输回去，进而提高反射光的利用率。

在具体实施时，在本发明实施例提供的上述光学元件轮廓检测方法中，光传调制是在参考臂这一端，包含大动态范围地调节静态的光程差的元件，用来补偿两路光线以及光路本身的光程差，使两路的光程差小于激光或者小于单色光的相干长度，以出现干涉条纹。具体地，参考臂可以包括第一准直器，与第一准直器连接的第二准直器，位于第二准直器下方的精密位移驱动器；该精密位移驱动器，用于移动第二准直器的位置，以使参考臂与测量臂之间的光程差小于激光的相干长度。这样在条纹追踪时可以保证干涉条纹的对比度保持良好。

另外，需要说明的是，在本发明中观测系外行星的这个长基线的望远镜，由多个望远镜两两干涉，组网进行测量，除了图2的基本架构，利用集成光子芯片可集成扩展的特性，还可以采用多个测量头同时测量，可同时与参考比产生干涉，进而计算轮廓，以大大提高扫描的效率。

相应的，本发明实施例还公开了一种光学元件轮廓检测设备，包括处理器和存储器；其中，处理器执行存储器中保存的计算机程序时实现前述实施例公开的基于条纹追踪的光学元件轮廓检测方法。

关于上述方法更加具体的过程可以参考前述实施例中公开的相应内容，在此不再进行赘述。

进一步地，本发明还公开了一种计算机可读存储介质，用于存储计算机程序；计算机程序被处理器执行时实现前述公开的基于条纹追踪的光学元件轮廓检测方法。

关于上述方法更加具体的过程可以参考前述实施例中公开的相应内容，在此不再进行赘述。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的设备、存储介质而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

本发明实施例提供的一种基于条纹追踪的光学元件轮廓检测方法利用迈克尔逊干涉系统对标准光学元件表面进行测试，获取对应的干涉条纹图；根据干涉条纹图得到光程差，从光程差中提取相位信息，并根据相位信息，获取标准光学元件表面的矢高信息；以干涉条纹图为输入，以标准光学元件表面的矢高信息为输出，构建并训练第一神经网络；利用迈克尔逊干涉系统对待测光学元件表面进行逐点扫描，获取不同点对应的待测干涉条纹图；将待测干涉条纹图输入至训练好的第一神经网络，获取待测光学元件表面每个点的矢高信息；根据迈克尔逊干涉系统在逐点扫描时的测量点坐标和待测光学元件表面每个点的矢高信息，获取待测光学元件的三维轮廓。这样利用光干涉的方法采集光学元件表面每个点对应的干涉条纹，将探测两路光程差技术应用到光学元件表面轮廓的检测领域中，以通过条纹追踪技术实现光学元件自由曲面的面形检测，检测范围广且测量精度高。此外，本发明还针对基于条纹追踪的光学元件轮廓检测方法提供了相应的设备及计算机可读存储介质，进一步使得上述方法更具有实用性，该设备及计算机可读存储介质具有相应的优点。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上对本发明所提供的基于条纹追踪的光学元件轮廓检测方法、设备及存储介质进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种基于条纹追踪的光学元件轮廓检测方法，其特征在于，包括：

利用迈克尔逊干涉系统对标准光学元件表面进行测试，获取对应的干涉条纹图；

根据所述干涉条纹图得到光程差，从所述光程差中提取相位信息，并根据所述相位信息，获取所述标准光学元件表面的矢高信息；

以所述干涉条纹图为输入，以所述标准光学元件表面的矢高信息为输出，构建并训练第一神经网络；

利用所述迈克尔逊干涉系统对待测光学元件表面进行逐点扫描，获取不同点对应的待测干涉条纹图；

将所述待测干涉条纹图输入至训练好的所述第一神经网络，获取所述待测光学元件表面每个点的矢高信息；

根据所述迈克尔逊干涉系统在逐点扫描时的测量点坐标和所述待测光学元件表面每个点的矢高信息，获取所述待测光学元件的三维轮廓；

其中，所述根据所述迈克尔逊干涉系统在逐点扫描时的测量点坐标和所述待测光学元件表面每个点的矢高信息，获取所述待测光学元件的三维轮廓，具体包括：

根据所述迈克尔逊干涉系统在逐点扫描时的测量点坐标和所述待测光学元件表面每个点的矢高信息，通过极大似然估计法得到所述待测光学元件三维表面的重建；或，

以所述迈克尔逊干涉系统在测试时的测量点坐标和所述标准光学元件表面的矢高信息组成的离散点云数据为输入，以泽尼克多项式系数为输出，构建并训练第二神经网络；将所述迈克尔逊干涉系统在逐点扫描时的测量点坐标和所述待测光学元件表面每个点的矢高信息组成的离散点云数据输入至训练好的所述第二神经网络，获取所述待测光学元件的三维轮廓。

2.根据权利要求1所述的光学元件轮廓检测方法，其特征在于，所述迈克尔逊干涉系统为全光纤式架构，包括：用于发出激光的激光发射器，第一耦合器，参考臂，光子芯片、光栅和测量臂；所述测量臂包括第二耦合器、反射镜、测量头和扫描机构；其中，

所述第一耦合器，用于将所述激光分成第一光束和第二光束；所述第一光束传输至所述参考臂，所述第二光束传输至所述测量臂；

所述参考臂，用于将所述第一光束进行调节后传输至所述光子芯片；

所述测量臂，用于将所述第二光束经过所述第二耦合器传输至所述反射镜，并经所述反射镜反射至所述测量头，通过所述测量头的轴向移动和所述扫描机构对所述标准光学元件或所述待测光学元件进行极坐标下的二维扫描，扫描后的光向后反射沿原路返回至所述第二耦合器，并通过所述第二耦合器分光，将一部分光传输至所述光子芯片；

所述光子芯片，用于接收所述参考臂与所述测量臂传输的光，产生干涉；

所述光栅，用于将经过所述光子芯片处理后的光进行衍射，形成分布均匀的干涉条纹。

3.根据权利要求2所述的光学元件轮廓检测方法，其特征在于，所述第一耦合器的分光比为1:4，以使所述第一光束和所述第二光束的光强比为1:4。

4.根据权利要求3所述的光学元件轮廓检测方法，其特征在于，所述第二耦合器的分光比为1:1。

5.根据权利要求4所述的光学元件轮廓检测方法，其特征在于，所述测量臂还包括：连接于第二耦合器后方的光子灯笼；

所述光子灯笼的一端为单模光纤且与所述第二耦合器连接；所述光子灯笼的另一端为多模光纤。

6.根据权利要求5所述的光学元件轮廓检测方法，其特征在于，所述参考臂包括第一准直器，与所述第一准直器连接的第二准直器，位于所述第二准直器下方的精密位移驱动器；

所述精密位移驱动器，用于移动所述第二准直器的位置，以使所述参考臂与所述测量臂之间的光程差小于所述激光的相干长度。

7.一种光学元件轮廓检测设备，其特征在于，包括处理器和存储器，其中，所述处理器执行所述存储器中保存的计算机程序时实现如权利要求1至6任一项所述的基于条纹追踪的光学元件轮廓检测方法。

8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，用于存储计算机程序，其中，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述的基于条纹追踪的光学元件轮廓检测方法。

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