在发表于《Measurement》的一项新研究中，中国科学院长春光机所的研究人员提出了一种把机器视觉与干涉测量结合起来的标定方法。该方法能够把镜体自身固有的固定偏移与测试光路对准状态的变化区分开来。将其用于一面四米级整体反射镜时，合成标准不确定度为31微米。
大型光学系统越来越多地采用整体反射镜，也就是把多个反射面集成到同一个部件中。当主反射面和第三反射面制造在同一块基板上时，二者的相对位置在加工过程中就固定下来。但如果两个光轴之间存在横向位移，事后无法通过分别调节各自的安装架来修正，这会降低成像性能。
因此，需要在抛光过程和最终检测中测量这一偏移，同时让测量结果还能指导制造过程。由于两个反射面共用同一结构，这种误差属于反射镜本身，而不是某个可调组件的问题。可靠的测量有助于工程师评估抛光进度，并判断在反射镜完工前是否还需要进一步修正。
核心难点在于，干涉检测会同时受到两类误差影响：一类是镜面之间的固有偏移，另一类是干涉仪与反射镜对准时测试光束出现的临时横向漂移。这两类误差都可能在测得的波前中产生相似的彗差，因此仅靠光学数据无法可靠区分它们。此外，传统方法可能要通过多个机械环节传递测量基准，容易让小对准误差逐步累积。反复重新对准也会增加比较不同制造阶段结果的难度。
为了建立独立的几何基准，研究人员沿两个相互正交的方向，在反射镜周围布置了四台工业相机。相机观测干涉仪投射的十字丝与反射镜参考特征之间的关系。他们在两种照明条件下记录图像，以分离出这些特征，并将其映射到同一测量平面上。随后，研究人员用刚体模型对同步观测结果进行组合，把横向平移与旋转分离开来。标定和补偿流程则用于修正参考板以及相机安装几何带来的影响。
视觉系统直接给出了测试光路横向运动的估计值。研究人员进而确定了这种运动如何改变干涉仪测得的彗差项。从波前数据中扣除测试光路带来的贡献后，剩余部分就对应主反射面与第三反射面之间的固有相对偏移估计。不同对准状态下的测试验证了这一解耦过程。研究人员还在一个抛光周期中应用了该方法，证明它能在反射镜仍在制造过程中提供反馈。
这项研究表明，当不同的几何误差产生相似的光学信号时，机器视觉可以对干涉测量形成补充。通过增加对测试光路运动的独立测量，该方法可支持制造反馈、过程控制以及大口径整体反射镜的最终评价。
目前的实现方式测量的是二维平面内的横向偏心，而不是相对位姿的所有分量。研究人员指出，未来工作可以通过三维视觉测量来扩展该方法。
相关链接：https://dx.doi.org/10.1016/j.measurement.2026.123637