CN114993626B - 大口径光学透镜的高精度检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种大口径光学透镜的高精度检测方法，该高精度检测方法基于大口径光学透镜离散多点柔性支撑机构提出，高精度检测方法包括：将透镜与支撑机构进行装调，通过定心仪检测透镜与支撑机构之间的位置偏差，通过干涉仪检测透镜的面型误差，通过微调机构调整位置偏差和面型误差，以得到调整后的透镜组件；将透镜组件作为一个整体，采用干涉仪、CGH检测元件和标准平面镜作为检测系统搭建透射波前检测光路，以检测透镜透射波前。该高精度检测方法不但能够消除支撑对透镜面型的影响，而且可以针对无法检测的表面(如凸面、非球面等)进行高精度的面型检测。

Description

大口径光学透镜的高精度检测方法

技术领域

本发明涉及地基大型光学望远镜光学检测技术及其应用领域，尤其涉及一种大口径光学透镜的高精度检测方法。

背景技术

随着天文学和科学技术的发展，对暗弱目标的探测需求，如宇宙起源大爆炸的形成与演变、星系发展及演变过程对人类的影响、近地小行星对地球的威胁实时预警、空间碎片的探测与编目等，推动了天文望远镜向大口径、大视场、宽波段方向发展。世界上已建造了多台大视场望远镜，如日本天文台8.2m昴星团望远镜(Subaru)、8.4米口径的同轴三反大视场望远镜LSST、泛星计划Pan-STARRS的两台2米级望远镜PS1和PS2、兴隆观测基地2.16米望远镜等。为了实现相对大孔径和大视场，上述望远镜的一个主要特点是采用了口径非常大的光学透镜，如LSST中最大透镜口径为1.6米。因此，大口径透镜镜面的面型对成像的像质有重要的影响，同时也是影响巡天望远镜发展的主要原因。

对于小型透镜来说，目前透镜检测方法普遍采用靠样板的方式，即通过标准曲率半径及面型完好的凸/凹球面与透镜的被测表面接触，通过牛顿测量法测量接触面积内的光圈数量来评定透镜被测量表面的面型精度，这种加工检测方式对于小口径透镜来说是非常有效的，因为小型透镜位置调整和检测非常容易操作；而对于大口径的透镜，由于口径的增加，标准样板的重量会随之增大，透镜位置的调整和检测会相当困难，显然该方式很难应用于大口径光学透镜的加工检测，此外，靠样板过程中重力会严重影响接触面的光圈数量，导致测量结果严重失真。

对于带有凹面的透镜来说，可以通过对凹面进行自反射的方式进行凹面的面型检测，该方法通过选取F数接近的镜头来对大透镜凹面进行全口径面型测量，但由于大视场光学系统复杂性，必然会存在大口径凸面透镜，因此该方法对于大口径透镜测量存在一定的局限性。此外，大口径透镜的厚度误差很难用深度千分尺来检测，只能用非接触测量手段，而且大口径透镜非常重，位置调整及翻转难度非常大，直接调整透镜很容易造成面形精度下降甚至损坏镜体。综上所述，现有的技术方法很难直接应用于大口径光学透镜的加工检测。

发明内容

本发明的目的在于提出一种大口径光学透镜的高精度检测方法，以应用于大口径光学透镜的加工检测。

本发明提供一种大口径光学透镜的高精度检测方法，所述高精度检测方法基于大口径光学透镜离散多点柔性支撑机构提出，所述高精度检测方法包括：

将透镜与所述支撑机构进行装调，通过定心仪检测所述透镜与所述支撑机构之间的位置偏差，通过干涉仪检测所述透镜的面型误差，通过微调机构调整所述位置偏差和所述面型误差，以得到调整后的透镜组件；

将所述透镜组件作为一个整体，采用所述干涉仪、CGH和标准平面镜作为检测系统搭建透射波前检测光路，以检测透镜透射波前。

可选地，所述大口径光学透镜离散多点柔性支撑机构包括镜座以及多个沿所述镜座均布的柔性支撑单元；所述透镜周侧粘接有与所述柔性支撑单元一一对应的多个铟钢垫，通过所述铟钢垫连接所述柔性支撑单元进而使得所述透镜与所述支撑机构连接。

可选地，所述通过定心仪检测所述透镜与所述支撑机构之间的位置偏差包括：

将所述镜座置于定心仪二维平移台上，转动所述定心仪二维平移台的回转台，使用百分表测量所述镜座的外圆，根据测量数据，利用微调机构调整所述定心仪二维平移台的位置，直到所述百分表的示数波动在±0.01mm范围内；

将所述柔性支撑单元连接于所述镜座对应的安装位置，通过微调机构将所述透镜周侧的多个所述铟钢垫上的螺孔对准与所述柔性支撑单元，转动回转台，利用所述定心仪测量所述透镜的偏心误差和角度误差；

所述微调机构根据所述偏心误差和所述角度误差微调所述透镜的横向位置，根据所述角度误差的大小调节所述透镜的倾斜度；

反复迭代调节所述偏心误差和所述角度误差，直至两项误差均满足使用要求。

可选地，所述通过干涉仪检测所述透镜的面型误差包括：采用所述干涉仪和45°反射镜搭建竖向检测光路，通过45°反射镜将光路折转为水平，将透镜组件置于竖向检测光路内，通过所述干涉仪检测透镜的凹面面型精度。

可选地，所述通过微调机构调整所述位置偏差包括：

所述微调机构根据所述偏心误差和所述角度误差微调所述透镜的横向位置，根据所述角度误差的大小调节所述透镜的倾斜度；

反复迭代调节所述偏心误差和所述角度误差，直至两项误差均满足使用要求。

可选地，所述通过微调机构调整所述面型误差包括：

根据所述干涉仪形成的镜面面型误差干涉图，将所述微调机构设置在相应需要调节的所述柔性支撑单元的两侧对所述柔性支撑单元进行局部调整；

通过所述微调机构调整所述柔性支撑单元后，再通过所述干涉仪检测所述透镜的镜面面型精度；

重复上述调整过程直至所述镜面面型精度满足使用要求。

可选地，所述透射波前检测光路包括：

所述干涉仪焦点发出球面波，经过所述CGH衍射后经所述透镜透射，变为平行光，由所述标准平面镜自准反射，再经由所述透镜、所述CGH后进入所述干涉仪。

可选地，所述透射波前检测光路的搭建步骤包括：

将所述CGH安装至应力较小的镜框内并固定；再将所述镜框安装到稳定性良好的调整架上，并与所述干涉仪的中心高度接近，以备下一步与所述干涉仪对准；

将所述CGH当作平行平板，使用所述干涉仪测试其透射波像差，对测试结果CGH主区域范围取mask，根据其Zernike多项式生成参考文件，以用于后续检测中的误差标定；

参照所述CGH的光路参数，对准所述CGH和所述干涉仪；所述CGH的辅助对准区域在干涉仪中形成条纹，依据该条纹使得所述CGH与所述干涉仪实现精确对准；

将所述标准平面镜放置于光路中，调节所述标准平面镜的角度，所述CGH的平行光区域在所述干涉仪中形成条纹，依据该条纹使得所述标准平面镜与所述干涉仪实现精确对准；

根据所述干涉仪的光束通过所述CGH后在所述透镜的被检测面附近投射的若干衍射基准，粗调所述透镜的被检测面的横向位置；根据光路参数中的CGH至被测透镜的距离，确定所述透镜到所述CGH的距离，在调节所述透镜被检测面的倾斜自由度的同时在所述干涉仪的焦点处寻找返回的有效光斑；

确定有效光斑后，精调所述透镜的倾斜、平移以及离焦，使得有效光斑与所述干涉仪焦点重合，可获得所述透镜的干涉条纹；根据干涉条纹情况，进一步精调所述透镜的各自由度；根据干涉条纹情况，进一步精调所述透镜的各自由度。

可选地，在所述透射波前检测光路中，所述干涉仪检测结果包括检测光路设计残余误差W₁、CGH的制造误差W₂、被测透镜折射率不均匀性W₃、被测透镜的凹面面型误差W₄、检测光路调整误差W₅；按照平方和平方根(RSS)误差合成原则，检测系统的整体波前误差W可以表示为：

分析所述检测系统的整体波前误差W是否满足3σ准直以消除所述透镜的波前误差。

可选地，所述检测光路设计残余误差W₁由光路设计结果获得；所述CGH的制造误差W₂为通过对加工后所述CGH的厚度Δd、折射率Δn进行实测，将实测数据带入检测光路中，利用光学仿真软件进行复算获得，表示为

所述被测透镜折射率不均匀性W₃表示为W₃＝2δ_RMS，其中，透镜折射率不均匀性产生的误差表示为：

由于光线两次经过被测透镜，因此W₃＝2δ_RMS；所述被测透镜的凹面面型误差W₄：在所述透射波前检测光路中，由于光线在所述透镜的凹面上折射两次，波前误差为面型误差的2×(n-1)；所述检测光路调整误差W₅是由检测光路中光学元件的相对位置关系变化所造成的，当所述干涉仪与所述CGH的位置关系确定后，调整所述透镜的倾斜和平移进行误差补偿，同时在干涉仪软件中观察泽尼克系数的变化，使其足够小，此时调整误差不会对检测精度造成影响，W₅≈0。

由上述技术方案可知，本发明的有益效果为：

本申请提供了一种大口径光学透镜的高精度检测方法，该高精度检测方法基于大口径光学透镜离散多点柔性支撑机构提出，高精度检测方法包括：将透镜与支撑机构进行装调，通过定心仪检测透镜与支撑机构之间的位置偏差，通过干涉仪检测透镜的面型误差，通过微调机构调整位置偏差和面型误差，以得到调整后的透镜组件；将透镜组件作为一个整体，采用干涉仪、CGH检测元件和标准平面镜作为检测系统搭建透射波前检测光路，以检测透镜透射波前。该高精度检测方法不但能够消除支撑对透镜面型的影响，而且可以针对无法检测的表面(如凸面、非球面等)进行高精度的面型检测。

附图说明

图1为光学透镜透射波前定义。

图2为CGH补偿器工作原理。

图3为本申请提供大口径光学透镜的高精度检测方法中使用的支撑机构的结构示意图。

图4为本申请提供大口径光学透镜的高精度检测方法中搭建的竖向检测光路。

图5为本申请提供大口径光学透镜的高精度检测方法中搭建的透射波前检测光路。

图6为本申请提供大口径光学透镜的高精度检测方法的方法流程图。

图7为本申请提供大口径光学透镜的高精度检测方法中步骤S10的流程图。

图8为本申请提供大口径光学透镜的高精度检测方法中步骤S20的流程图。

附图标记说明如下：

10、透镜；11、前表面面型信息；12、后表面面型信息；13、透镜材料均匀性；20、标准平面镜；30、CGH；31、主区域；32、对准区域；33、标记区域；34、十字线区域；35、平行光区域；40、支撑机构；41、镜座；42、柔性支撑单元；43、铟钢垫；50、干涉仪；60、45°反射镜。

具体实施方式

体现本发明特征与优点的典型实施方式将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的实施方式上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非用以限制本发明。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

为了进一步说明本发明的原理和结构，现结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明。

本申请提供一种大口径光学透镜的高精度检测方法，该高精度检测方法基于大口径光学透镜离散多点柔性支撑机构提出，能够消除支撑对透镜面型的影响，而且可以针对无法检测的表面(如凸面、非球面等)进行高精度的面型检测。

在对本申请进行详细说明之前，先简要介绍一下光学透镜透射波前的定义以及CGH检测的基本原理。

光学透镜10透射波前定义如图1所示，其中图中虚线表示参考轴，参考轴定义为透镜10回转对称轴；透射波前信息包括前表面面型信息11、后表面面型信息12及透镜材料均匀性13；透射波前误差包括检测光路设计参与误差、CGH制造误差、折射率不均匀性、前表面面型误差、后表面面型误差及检测光路调整误差。

CGH即计算机生成的全息图(Computer-Generated Holograms，CGH30)，全息图的独特性质在于它能同时记录信息的强度和相位，为拓展经典干涉测量提供了一个非常有用的特性：数值传输重构波前的可能性。CGH因其独特的波前变换能力，以及结构简便、装调简单等突出优点被引入到干涉检测领域。

CGH的工作原理如图2所示，CGH类型分为振幅型与相位型，材料通常选用稳定性好的光学材料，在CGH设计加工过程中在非工作区域内选取位置作为标记及对准区域，来减少检测光路调整误差。具体地在本实施例中，CGH选用振幅型、材料为熔石英，直径为150mm，有效口径为140mm。CGH衍射区域分为主区域31、对准区域32、标记区域33、十字线区域34、平行光区域35等。其中主区域31为检测工作区，通过对CGH刻蚀加工，消除被测透镜10的有效通光口径内的球差影响以及保证透过被测透镜10的光束为平行光；对准区域32为标准球面反射区域，通过干涉仪与对准区域32自反射条纹来确定干涉仪与CGH的相对位置；标记区域33为振幅型CGH衍射方向固定标记，CGH在刻蚀加工过程中严格保证衍射方向与标记方向一致；十字线区域34为被测透镜的定位区域，干涉仪通过CGH十字线区域34后产生四组定位十字线，定位十字线在搭建好检测光路后准确地打在被测透镜的边缘；平行光区域35为CGH与自准直平面反射镜对准区域，在搭建好检测光路后平行光区域35的干涉条纹保证了标准平面反射镜的两维倾斜位置与检测光路光轴垂直，消除平面反射镜倾斜对被测透镜波前结果的影响。

请参阅图6，该大口径光学透镜10的高精度检测方法包括：第一步S10先将透镜10与支撑机构40连接形成独立的透镜10组件，并通过定心仪检测透镜10与支撑机构40的之间的位置偏差，以及通过干涉仪50检测透镜10的面型误差，再通过微调机构调整位置偏差和面型误差以得到调整后的独立的透镜10组件。

具体地，请参阅图3，该支撑机构40为大口径光学透镜离散多点柔性支撑机构，其包括镜座41以及多个沿镜座41均布的柔性支撑单元42，透镜10周侧粘接有与柔性支撑单元42一一对应的多个铟钢垫43，通过铟钢垫43连接柔性支撑单元42进而使得透镜10与支撑机构40连接。

请参阅图7，将透镜10与支撑机构40连接前，先将透镜10加工至波长量级时在其周侧进行多个铟钢垫43的粘接，并保证粘接对透镜10的面型影响至最小；

将镜座41通过螺钉固定在定心仪二维平移台上，然后转动定心仪二维平移台的回转台，使用百分表测量镜座41的外周，根据测量的数据，利用微调机构调整定心仪二维平移台的位置，直到百分表的示数波动在在±0.01mm范围内，可以认为镜座41的机械回转中心与参考轴重合。

将柔性支撑单元42连接于镜座41上对应的安装位置，透镜10加工完成后，通过微调机构将均布于透镜10周侧的各个铟钢垫43的螺孔分别对准各个铟钢垫43所对应的柔性支撑单元42的位置；转动回转台，利用定心仪测量透镜10的偏心误差和角度误差，根据偏心误差的大小利用微调机构微调透镜10的横向位置，根据角度误差的大小利用微调机构调节透镜10的倾斜。按照此步骤反复迭代调节透镜10的偏心误差和角度误差，直至两项误差均满足使用要求。通过铟钢垫43与柔性支撑单元42的连接，使透镜10与支撑机构40连接形成的独立的透镜10组件的初始状态。

透镜10与支撑机构40连接并调整位置偏差后，不可避免地会造成各个柔性支撑单元42的应力不均匀，导致镜面的面型精度非常差，为此需要局部微调柔性支撑单元42来精调镜面的面型精度。局部微调柔性支撑单元42需要根据干涉仪50的检测结果进行调整，因此需要先搭建竖向检测光路。如图4所示，竖向检测光路采用45°反射镜60将光路转折为水平，再通过干涉仪50对透镜10面型进行检测。具体地，将透镜10组件置于竖向检测光路内，调整45°反射镜60和干涉仪50对准检测光路，并检测透镜10的凹面面型精度；在镜面面型误差干涉图上看到镜面出现局部像散比较大的高低点，在这些高点的位置处对应的柔性支撑单元42的两侧各放置一个微调机构，旋转微调机构的精密螺杆，再拧紧铟钢垫43与柔性支撑单元42的连接螺钉并反向旋转精密螺杆释放微调机构，通过干涉仪50检测镜面此时的面型精度。如仍不符合使用要求，重复调整过程，直至镜面的面型精度满足使用要求。

通过以透镜10组件作为独立的研究单元来对其进行检测，借助于干涉仪50检测透镜10凹面的面型精度，并借助于微调机构局部调整各个作为透镜10支撑点的柔性支撑单元42，使透镜10的凹面面型精度达到最佳状态。在此基础上，消除支撑对凹面面型的影响，由于透镜10具有圆对称性，支撑作用对凸面的影响与凹面影响一致，可以忽略不记。

该大口径光学透镜10的高精度检测方法的第二步S20为：将所述透镜10组件作为一个整体，采用所述干涉仪50、CGH30和标准平面镜20作为检测系统搭建透射波前检测光路，以检测透镜10透射波前。可以理解地是，根据设计需要，标准平面镜20还可以更换成标准球面镜。

具体地在本实施例中，采用标准平面镜20进行透射波前检测光路的搭建。如图5所示，透射波前检测光路包括：干涉仪50焦点发出球面波，经过CGH30衍射后经透镜10透射，变为平行光，由标准平面镜20自准反射，再经由透镜10、CGH30后进入干涉仪50。

请参阅图8，搭建透射波前检测光路的基本流程如下：

(1)CGH30安装：将CGH30安装固定至应力较小的镜框内；再将镜框安装到稳定性良好的调整架上，使得CGH30与干涉仪50中心高接近，以备下一步与干涉仪50对准。对于非球面，建议采用五维调整架；对于自由曲面，建议采用六维调整架。

(2)CGH30基板误差测试：将CGH30当作平行平板，使用干涉仪50测试其透射波像差(需测出power和tilt)，保存数据；对测试结果CGH30主区域31范围取mask，根据其Zernike多项式生成参考文件，以用于后续检测中的误差标定。

(3)对准CGH30和干涉仪50：参照CGH30的光路参数(CGH30至干涉仪50焦点的距离和干涉仪50焦点F的位置参数)，对准CGH30和干涉仪50；其中CGH30的衍射面应靠近透镜10被检面一侧，CGH30图案上文字向上放置，对应图中的坐标系+y；注意CGH30和干涉仪50焦点的中心高不相同，其高度差异取决于干涉仪50焦点F坐标。CGH30的辅助对准区域32可以在干涉仪50中形成条纹，依据该条纹与干涉仪50实现精确对准，本步骤中的光路调节过程，与检测环形口径的球面类似；根据条纹精调CGH30，使该辅助对准区域32的条纹数尽可能少。

(4)对准CGH30和自准平面镜：干涉仪50通过CGH30的平行光区域35后可产生平行光束，将自准平面镜放置于光路中，调节自准平面镜的角度，使CGH30的平行光区域35可以在干涉仪50中形成条纹，依据该条纹与干涉仪50实现精确对准，本步骤中的光路调节过程，与检测环形口径的平面类似；根据条纹精调CGH30，使该辅助对准区域32的条纹数尽可能少。

(5)被测透镜10位置粗调：干涉仪50光束通过CGH30后可在透镜10被检测面的附近投射若干衍射基准，具体见上述CGH30衍射区域的描述。根据所投射的光斑，粗调透镜10被检测面的横向位置；根据光路参数中的CGH30至被测透镜10的距离，确定透镜10到CGH30的距离；一边调节透镜10被检测面的倾斜自由度，一边在干涉仪50焦点处寻找返回的有效光斑。

(6)待测透镜10的精调：确定有效光斑后，精调所述透镜10的倾斜、平移以及离焦，使得有效光斑尽可能小并与干涉仪50的焦点重合，可获得透镜10干涉条纹；进一步检查所述CGH30与所述干涉仪50之间的对准情况，如有偏离，需重新精调所述CGH30与所述干涉仪50之间的位置关系；根据干涉条纹情况(或者干涉检测面形结果)，进一步精调所述透镜10的各自由度；对非球面进行干涉检测时，开启误差标定功能，基于光学基板测试结果进行误差标定；

在透射波前检测光路中，干涉仪50检测结果反映的是检测系统的整体波前误差，包括组成系统的每一个光学元件的误差信息，其中：

a.检测光路设计残余误差W₁：按照光路设计结果，可以得出残余误差W₁；

b.CGH30的制造误差W₂：对于加工后CGH30的厚度Δd、折射率Δn进行实测，将实测数据带入检测光路中，利用光学仿真软件进行复算，可得出瞳面的波前误差

c.被测透镜10折射率不均匀性W₃：透镜10折射率不均匀性产生的误差可表示为：

光线两次经过被测透镜10，整体系统的波前误差W₃＝2δ_RMS；

d.被测透镜10的凹面面型误差W₄：在自准直检测光路中，光线在被测透镜10的凹面上折射两次，所以波前误差为面型误差的2×(n-1)；

e.检测光路调整误差W₅：调整误差是由于检测光路中光学元件的相对位置关系变化所造成的。当干涉仪50与平行光的位置关系确定后，借助五维调整架来调整被测透镜10的倾斜和平移从而进行误差补偿，同时在干涉仪50软件中观察泽尼克系数的变化，使其足够小，此时调整误差不会对检测精度造成影响，近似认为W₅≈0。

按照平方和平方根(RSS)误差合成原则，检测系统的整体波前误差W可以表示为：

在对得到的被测透镜10波前检测结果进行分析时，分析检测系统的整体波前误差W是否满足3σ准直，进而消除被测透镜10的波前误差。

在被测透镜10的波前误差检测中，被测透镜10的凹面及标准球面镜的面形精度较高，可以近似认为是理想面型，波前检测误差主要由凸面面形误差和材料折射率误差组成。若在应用中被测透镜10与检验光路为共光路结构，则可以将被测透镜10的波前检测结果存为干涉仪50的系统误差文件，并在系统的干涉检测结果中减去这一误差，于是被测透镜10的自身缺陷便能从系统中剔除，从而提高了系统的检测精度。

根据不同透镜10的具体参数，采用CGH30及标准平面或标准球面来设计大透镜10自准直检测光路，即透射波前检测光路。为了提高检测模型的准确性，将透镜10实测曲率半径Δr、厚度偏差Δd、折射率偏差Δnd带入检测模型中，调整干涉仪50与CGH30、CGH30与被测透镜10的距离，使得检测结果真实、准确；最后根据设计的检测方案搭建检测光路，实现对大透镜10透射波前的检测，由于通过调整支撑机构40对镜面的支撑保证了透镜10的单面(凹面)面型最优，因此，透镜10透射波前就反应了凹面的面型精度及大透镜10整体的光学均匀性。

本申请提供了一种大口径光学透镜10的高精度检测方法，该高精度检测方法基于大口径光学透镜10离散多点柔性支撑机构40提出，高精度检测方法包括：将透镜10与支撑机构40进行装调，通过定心仪检测透镜10与支撑机构40之间的位置偏差，通过干涉仪50检测透镜10的面型误差，通过微调机构调整位置偏差和面型误差，以得到调整后的透镜10组件；将透镜10组件作为一个整体，采用干涉仪50、CGH30和标准平面镜作为检测系统搭建透射波前检测光路，以检测透镜10透射波前。该高精度检测方法不但能够消除支撑对透镜10面型的影响，而且可以针对无法检测的表面(如凸面、非球面等)进行高精度的面型检测。

以上仅为本发明的较佳可行实施例，并非限制本发明的保护范围，凡运用本发明说明书及附图内容所作出的等效结构变化，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种大口径光学透镜的高精度检测方法，所述高精度检测方法基于大口径光学透镜离散多点柔性支撑机构提出，其特征在于，所述高精度检测方法包括以下步骤：

S10、将透镜与所述支撑机构进行装调，通过定心仪检测所述透镜与所述支撑机构之间的位置偏差，通过干涉仪检测所述透镜的面型误差，通过微调机构调整所述位置偏差和所述面型误差，以得到调整后的透镜组件；

S20、将所述透镜组件作为一个整体，采用所述干涉仪、CGH和标准平面镜作为检测系统搭建透射波前检测光路，以检测透镜透射波前。

2.根据权利要求1所述的大口径光学透镜的高精度检测方法，其特征在于，所述大口径光学透镜离散多点柔性支撑机构包括镜座以及多个沿所述镜座均布的柔性支撑单元；所述透镜周侧粘接有与所述柔性支撑单元一一对应的多个铟钢垫，通过所述铟钢垫连接所述柔性支撑单元进而使得所述透镜与所述支撑机构连接。

3.根据权利要求2所述的大口径光学透镜的高精度检测方法，其特征在于，所述通过定心仪检测所述透镜与所述支撑机构之间的位置偏差包括：

将所述镜座置于定心仪二维平移台上，转动所述定心仪二维平移台的回转台，使用百分表测量所述镜座的外圆，根据测量数据，利用微调机构调整所述定心仪二维平移台的位置，直到所述百分表的示数波动在±0.01mm范围内；

将所述柔性支撑单元连接于所述镜座对应的安装位置，通过微调机构将所述透镜周侧的多个所述铟钢垫上的螺孔对准与所述柔性支撑单元，转动回转台，利用所述定心仪测量所述透镜的偏心误差和角度误差；

所述微调机构根据所述偏心误差和所述角度误差微调所述透镜的横向位置，根据所述角度误差的大小调节所述透镜的倾斜度；

反复迭代调节所述偏心误差和所述角度误差，直至两项误差均满足使用要求。

4.根据权利要求3所述的大口径光学透镜的高精度检测方法，其特征在于，所述通过干涉仪检测所述透镜的面型误差包括：采用所述干涉仪和45°反射镜搭建竖向检测光路，通过45°反射镜将光路折转为水平，将透镜组件置于竖向检测光路内，通过所述干涉仪检测透镜的凹面面型精度。

5.根据权利要求4所述的大口径光学透镜的高精度检测方法，其特征在于，所述通过微调机构调整所述面型误差包括：

根据所述干涉仪形成的镜面面型误差干涉图，将所述微调机构设置在相应需要调节的所述柔性支撑单元的两侧对所述柔性支撑单元进行局部调整；

通过所述微调机构调整所述柔性支撑单元后，再通过所述干涉仪检测所述透镜的镜面面型精度；

重复上述调整过程直至所述镜面面型精度满足使用要求。

6.根据权利要求5所述的大口径光学透镜的高精度检测方法，其特征在于，所述透射波前检测光路包括：

所述干涉仪焦点发出球面波，经过所述CGH衍射后经所述透镜透射，变为平行光，由所述标准平面镜自准反射，再经由所述透镜、所述CGH后进入所述干涉仪。

7.根据权利要求6所述的大口径光学透镜的高精度检测方法，其特征在于，所述透射波前检测光路的搭建步骤包括：

将所述CGH安装至应力较小的镜框内并固定；再将所述镜框安装到稳定性良好的调整架上，并与所述干涉仪的中心高度接近，以备下一步与所述干涉仪对准；

将所述CGH当作平行平板，使用所述干涉仪测试其透射波像差，对测试结果CGH主区域范围取mask，根据其Zernike多项式生成参考文件，以用于后续检测中的误差标定；

参照所述CGH的光路参数，对准所述CGH和所述干涉仪；所述CGH的辅助对准区域在干涉仪中形成条纹，依据该条纹使得所述CGH与所述干涉仪实现精确对准；

将所述标准平面镜放置于光路中，调节所述标准平面镜的角度，所述CGH的平行光区域在所述干涉仪中形成条纹，依据该条纹使得所述标准平面镜与所述干涉仪实现精确对准；

根据所述干涉仪的光束通过所述CGH后在所述透镜的被检测面附近投射的若干衍射基准，粗调所述透镜的被检测面的横向位置；根据光路参数中的CGH至被测透镜的距离，确定所述透镜到所述CGH的距离，在调节所述透镜被检测面的倾斜自由度的同时在所述干涉仪的焦点处寻找返回的有效光斑；

确定有效光斑后，精调所述透镜的倾斜、平移以及离焦，使得有效光斑与所述干涉仪焦点重合，可获得所述透镜的干涉条纹；根据干涉条纹情况，进一步精调所述透镜的各自由度。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的大口径光学透镜的高精度检测方法，其特征在于，在所述透射波前检测光路中，所述干涉仪检测结果包括检测光路设计残余误差W₁、CGH的制造误差W₂、被测透镜折射率不均匀性W₃、被测透镜的凹面面型误差W₄、检测光路调整误差W₅；按照平方和平方根(RSS)误差合成原则，检测系统的整体波前误差W可以表示为：

分析所述检测系统的整体波前误差W是否满足3σ准直以消除所述透镜的波前误差。

9.根据权利要求8所述的大口径光学透镜的高精度检测方法，其特征在于，所述检测光路设计残余误差W₁由光路设计结果获得；所述CGH的制造误差W₂为通过对加工后所述CGH的厚度偏差Δd、折射率Δn进行实测，将实测数据带入检测光路中，利用光学仿真软件进行复算获得，表示为

所述被测透镜折射率不均匀性W₃表示为W₃＝2δ_RMS，其中，透镜折射率不均匀性产生的误差表示为：

由于光线两次经过被测透镜，因此W₃＝2δ_RMS；所述被测透镜的凹面面型误差W₄：在所述透射波前检测光路中，由于光线在所述透镜的凹面上折射两次，波前误差为面型误差的2×(n-1)；所述检测光路调整误差W₅是由检测光路中光学元件的相对位置关系变化所造成的，当所述干涉仪与所述CGH的位置关系确定后，调整所述透镜的倾斜和平移进行误差补偿，同时在干涉仪软件中观察泽尼克系数的变化，使其足够小，此时调整误差不会对检测精度造成影响，W₅≈0。

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