一种基于二维面形高度误差的确定性同步修形加工方法

本发明属于光学元件的加工，具体涉及一种基于二维面形高度误差的确定性同步修形加工方法。

背景技术：

1、传统的光学元件加工仅对高度误差提出了严格的要求，而如今随着x射线光学的发展，对x射线反射镜的高度误差和二维斜率误差都提出了极高的要求。长程轮廓仪可以直接测得光学元件的一维斜率误差信息，但是在对光学元件进行确定性修形加工时，需要得到二维全口径面形，所以基于波面干涉仪测量得到的二维高度误差信息更适合用于确定性修形。当前的光学元件离子束加工模型有基于二维高度误差的高度误差修形，以及基于一维斜率信息的斜率误差修形。在使用高度误差修形方法时，会优先修正幅值较大的误差成分，产生很多高频残余误差，使得斜率误差收敛效果低。在使用斜率误差修形方法时，会优先修正频率较高的误差成分，低频误差得不到有效修正，使得高度误差的收敛效果低。综上所述，现有的基于面形高度误差的确定性修形加工方法和基于面形斜率误差的确定性修形加工方法都不适用于对高度误差和二维斜率误差同时要求的光学元件加工。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种基于二维面形高度误差的确定性同步修形加工方法，本发明将光学元件的多维误差结合起来解算驻留时间，能够实现对多维误差（高度误差与二维斜率误差）进行同步修正，有利于提高加工过程的确定性和提高多维误差的修正效果。

2、为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

3、一种基于二维面形高度误差的确定性同步修形加工方法，包括：

4、s101，获取待加工光学元件的高度误差矩阵和高度去除函数矩阵；

5、s102，将高度误差矩阵转换为子午方向斜率误差矩阵和弧矢方向斜率误差矩阵，将高度去除函数矩阵转换为子午方向斜率去除函数矩阵和弧矢方向斜率去除函数矩阵，代入下式所示的待加工光学元件的多维误差的驻留时间解算模型：

6、，

7、上式中，表示高度误差的权重值，表示子午方向斜率误差的权重值，为弧矢方向斜率误差的权重值，表示驻留时间矩阵；

8、s103，基于多维误差的驻留时间解算模型解算出驻留时间矩阵，将驻留时间矩阵按照光学元件二维面形排列成二维驻留时间，并利用二维驻留时间对待加工光学元件进行多维误差的确定性修形。

9、可选地，步骤s102中将高度误差矩阵转换为子午方向斜率误差矩阵和弧矢方向斜率误差矩阵是指将高度误差矩阵分别在x方向相邻误差点和y方向相邻误差点作差分运算得到子午方向斜率误差矩阵和弧矢方向斜率误差矩阵。

10、可选地，步骤s102中将高度去除函数矩阵转换为子午方向斜率去除函数矩阵和弧矢方向斜率去除函数矩阵是指将高度去除函数矩阵分别在x方向相邻数据点和y方向相邻数据点作差分运算得到子午方向斜率去除函数矩阵和弧矢方向斜率去除函数矩阵。

11、可选地，步骤s102之前还包括建立待加工光学元件的多维误差的驻留时间解算模型：

12、s201，构建下式所示的面形误差、驻留时间和去除函数之间的卷积关系方程：

13、，

14、上式中，为待加工光学元件的二维高度面形，为高度去除函数，表示卷积运算，表示二维驻留时间；

15、s202，将所述卷积关系方程转换为线性方程组：

16、，

17、上式中，表示高度误差矩阵，表示去除函数矩阵，表示驻留时间矩阵；

18、s203，根据所述线性方程组建立子午方向斜率误差和弧矢方向斜率误差的确定性修形加工线性模型：

19、，

20、，

21、上式中，为子午方向斜率误差矩阵，为弧矢方向斜率误差矩阵，为子午方向斜率去除函数矩阵，为弧矢方向斜率去除函数矩阵；

22、s204，将线性方程组、子午方向斜率误差和弧矢方向斜率误差的确定性修形加工线性模型组合，从而得到待加工光学元件的多维误差的驻留时间解算模型。

23、可选地，步骤s103中基于多维误差的驻留时间解算模型解算出驻留时间矩阵是指基于多维误差的驻留时间解算模型，利用lsqr算法解算出驻留时间矩阵。

24、可选地，步骤s102之前还包括分别获取用户配置的高度误差的权重值、子午方向斜率误差的权重值以及弧矢方向斜率误差的权重值。

25、可选地，步骤s103中利用二维驻留时间对待加工光学元件进行多维误差的确定性修形之后，还包括测量加工后的光学元件的高度误差rms、子午方向斜率误差rms以及弧矢方向斜率误差rms的步骤。

26、此外，本发明还提供一种基于二维面形高度误差的确定性同步修形加工系统，包括相互连接的微处理器和存储器，所述微处理器被编程或配置以执行所述基于二维面形高度误差的确定性同步修形加工方法。

27、此外，本发明还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质中存储有计算机程序/指令，该计算机程序/指令被编程或配置以通过处理器执行所述基于二维面形高度误差的确定性同步修形加工方法。

28、此外，本发明还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序/指令，该计算机程序/指令被编程或配置以通过处理器执行所述基于二维面形高度误差的确定性同步修形加工方法。

29、和现有技术相比，本发明主要具有下述优点：本发明包括将高度误差矩阵转换为子午方向斜率误差矩阵和弧矢方向斜率误差矩阵，将高度去除函数矩阵转换为子午方向斜率去除函数矩阵和弧矢方向斜率去除函数矩阵，代入下待加工光学元件的多维误差的驻留时间解算模型并解算出驻留时间矩阵，将驻留时间矩阵按照光学元件二维面形排列成二维驻留时间，并利用二维驻留时间对待加工光学元件进行多维误差的确定性修形。本发明将光学元件的多维误差结合起来解算驻留时间，能够实现对高度误差与二维斜率误差进行同步修正，有利于提高加工过程的确定性和提高多维误差的修正效果。

1.一种基于二维面形高度误差的确定性同步修形加工方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于二维面形高度误差的确定性同步修形加工方法，其特征在于，步骤s102中将高度误差矩阵转换为子午方向斜率误差矩阵和弧矢方向斜率误差矩阵是指将高度误差矩阵分别在x方向相邻误差点和y方向相邻误差点作差分运算得到子午方向斜率误差矩阵和弧矢方向斜率误差矩阵。

3.根据权利要求2所述的基于二维面形高度误差的确定性同步修形加工方法，其特征在于，步骤s102中将高度去除函数矩阵转换为子午方向斜率去除函数矩阵和弧矢方向斜率去除函数矩阵是指将高度去除函数矩阵分别在x方向相邻数据点和y方向相邻数据点作差分运算得到子午方向斜率去除函数矩阵和弧矢方向斜率去除函数矩阵。

4.根据权利要求1所述的基于二维面形高度误差的确定性同步修形加工方法，其特征在于，步骤s102之前还包括建立待加工光学元件的多维误差的驻留时间解算模型：

5.根据权利要求1所述的基于二维面形高度误差的确定性同步修形加工方法，其特征在于，步骤s103中基于多维误差的驻留时间解算模型解算出驻留时间矩阵是指基于多维误差的驻留时间解算模型，利用lsqr算法解算出驻留时间矩阵。

6.根据权利要求1所述的基于二维面形高度误差的确定性同步修形加工方法，其特征在于，步骤s102之前还包括分别获取用户配置的高度误差的权重值、子午方向斜率误差的权重值以及弧矢方向斜率误差的权重值。

7.根据权利要求1所述的基于二维面形高度误差的确定性同步修形加工方法，其特征在于，步骤s103中利用二维驻留时间对待加工光学元件进行多维误差的确定性修形之后，还包括测量加工后的光学元件的高度误差rms、子午方向斜率误差rms以及弧矢方向斜率误差rms的步骤。

8.一种基于二维面形高度误差的确定性同步修形加工系统，包括相互连接的微处理器和存储器，其特征在于，所述微处理器被编程或配置以执行权利要求1～7中任意一项所述基于二维面形高度误差的确定性同步修形加工方法。

9.一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质中存储有计算机程序/指令，其特征在于，该计算机程序/指令被编程或配置以通过处理器执行权利要求1～7中任意一项所述基于二维面形高度误差的确定性同步修形加工方法。

10.一种计算机程序产品，包括计算机程序/指令，其特征在于，该计算机程序/指令被编程或配置以通过处理器执行权利要求1～7中任意一项所述基于二维面形高度误差的确定性同步修形加工方法。