在实际点衍射干涉测量系统构建中,因人为操作误差的存在,不可避免会产生对准误差,使得小孔出射光斑的形状和位置与理想发生偏离,从而直接影响后续光路布置和系统最终测量精度。因此,准确测量衍射光斑大小并对衍射光束中心轴进行精确定位,在点衍射干涉仪的研究过程中至关重要。本课题提出一种借助于大范围光敏探测阵列来准确定位小孔衍射光斑中心的方法,并开展相关技术研究及设备研制。首先,依据小孔直径、探测位置及精度等设计要求,理论分析2.5μm小孔衍射光斑的尺寸及特点,在此基础上提出基于尺寸为1.6mm的贴片式小面元光敏三极管,构建直径不小于330mm的大面积探测阵列的方法,探测阵列中心设置点状激光器垂直指向小孔板,探讨了系统的各部分实现方案并进行原理性验证实验。该系统由多个光敏三极管以1.5mm等间距线性排列构成探测阵列,组成八个呈米字型排布的独立感光单元。主控单片机接收由感光单元发送的八个光斑边缘坐标B1～B8,在上位机通过算法拟合得该处实际衍射光斑中心O’,O’相对理想中心O的偏差即为定位误差。其次,进行硬件电路设计,包括感光板和主控板的设计。感光板由光敏阵列模块、STM32F103ZET6最小系统、接口电路组成,主控板包含供电模块、STM32F103C8T6最小系统以及接口电路。感光板的功能是采集96路电平并采集由高电平变低电平的光斑边缘三极管坐标,通过接口电路发送给主控板;主控板的功能是给感光板及辅助激光器供电,并接收感光板发送的光斑边界坐标,通过HC-12串口发送到上位机,主控板与各个感光板通过4×1的接插件连接。再次,进行软件设计。上位机基于QT开发环境,以Python作为开发语言,将主控板发送的八个光斑边界坐标B1～B8通过最小二乘法拟合成圆,计算光斑中心坐标和半径,并控制辅助激光器打开和关闭,其作用是指示光束用于小孔理想光轴与自制探测阵列中心轴的重合调整。最后,制作光斑测量设备并完成光斑实测,根据实际测量的光斑中心位置用辅助激光器校准小孔衍射光束中心轴。分析测量结果,通过比对实验进行验证,结果表明该小孔衍射光束中心轴定位系统满足设计指标要求。