Современные оптические системы требуют все большей точности, компактности и стабильности, но традиционные линзы и зеркала — даже сферические или асферические — уже не справляются.

На смену им приходят монолитные мультиповерхностные элементы: они гибче в проектировании, проще в сборке и надежнее.

Но вот беда — измерить их качество крайне сложно. Нужно одновременно оценить и форму каждой поверхности, и их взаимное расположение, а готовых решений для этого почти нет.

Группа ученых под руководством профессора Чжан Сянчао из Фуданьского университета предложила новый метод. Они создали систему на основе дефлектометрии (измерения отклонений света), которая объединяет данные с нескольких датчиков с помощью байесовского анализа. Это позволило не только повысить точность измерений, но и оценить погрешность на каждом этапе.

Результаты опубликованы в издании Light: Advanced Manufacturing.

Как это работает

• Система использует несколько сенсоров, компенсируя слабые стороны классической дефлектометрии — например, неточность позиционирования.
• Виртуальная модель имитирует реальные измерения, учитывая шумы и погрешности оборудования. Это помогает быстро оценить надежность результатов.

Мы перевели дефлектометрию из относительных измерений в абсолютные, — объясняют ученые. — Теперь можно зафиксировать и форму поверхностей с точностью до сотен нанометров, и их положение с погрешностью в десятки микрон.

Метод открывает новые возможности для контроля качества сложных оптических элементов прямо в процессе производства — без долгой сборки и юстировки.

Этот метод решает ключевую проблему современной оптики: как измерить сложные монолитные элементы, не разбирая систему. Сейчас для этого часто используют поэтапную проверку с последующей сборкой, что увеличивает время и стоимость. Новый подход позволяет:

• Снизить затраты на производство за счет встроенного контроля.
• Ускорить разработку компактных оптических устройств — например, для VR-очков или медицинских эндоскопов.
• Повысить надежность космических и военных систем, где важна стабильность.

Однако метод требует сложной калибровки и мощных алгоритмов обработки данных. Для массового внедрения нужно упростить систему — например, автоматизировать настройку под разные типы оптики.

Ранее ученые разработали метод управления терагерцовым лучом.