典型光学元件角度偏差的激光干涉测量系统设计摘要本文针对典型光学元件角度偏差的高精度测量需求，设计了一套基于激光干涉原理的角度偏差测量系统。系统采用Twyman-Green干涉仪架构，结合共路与非共路混合的光路设计方案，通过引入标准参考棱镜实现绝对角度基准。本文从核心干涉光路设计、系统装调与误差建模分析、条纹图像处理与角度解算算法三个维度展开详细论述。在系统设计方面，给出了关键光学部件和探测器的参数计算与选型依据；在装调与误差分析方面，设计了精密机械结构并建立了综合误差模型；在算法实现方面，开发了包含图像预处理、相位提取、相位解包裹和角度反演的高效干涉条纹处理算法，并提供了完整的Python实现代码。理论分析和仿真结果表明，该系统在±300 μrad测量范围内可实现优于1 μrad的角度测量精度。关键词：激光干涉测量；角度偏差；Twyman-Green干涉仪；共路光路；相位提取1 引言1.1 研究背景与意义光学元件角度偏差的精密测量在光学制造、精密机械装配、航天遥感仪器校准等领域具有重要应用价值。随着光学系统对成像质量要求的不断提高，光学元件的角度偏差控制已成为制约系统性能的关键因素。以典型光学元件角度偏差测量为例，采用激光干涉测量方法可以将角度偏差转换为可量化的干涉条纹变化，实现高精度的非接触测量。传统角度测量方法如自准直仪、光电编码器等在测量精度和测量范围方面存在一定局限。激光干涉测量方法凭借其非接触、高精度、高灵敏度等优势，成为角度偏差测量的重要技术手段。基于