一种用于检测平面光学元件的卧式双端口斐索干涉测试装置，由大测试端口和小测试端口两部分组成，分为大测试端口模块、小测试端口模块、测试对准模块、激光光源模块和变焦成像模块五个模块。该干涉测试装置可实现φ24mm～600mm口径范围的所有口径平面光学元件反射面形、透射面形、光材料折射率均匀性等参数干涉测试分析。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及斐索平面干涉测试装置，特别是一种卧式双端口斐索平面干涉测试装置，可用于测试Φ600πιπι 口径以下平面光学元件反射面形、透射面形、光材料折射率均匀性等参数干涉测试分析装置。
技术介绍
干涉检测装置在光学元件反射面形检测、透射面形检测、光学材料质量分析以及光学系统评价等领域均有广泛应用。随着精密光学元件加工工艺技术的迅速发展，采用干涉检测装置代替传统的对样板、看刀口等检测方法成为未来光学元件面形检测的必然发展趋势。尤其是随着大口径光学领域的发展对大口径干涉仪检测装置提出了必然的需求。因此，近年来对于大口径高精度面形干涉检测的研究与工程化正成为光学检测领域的重点课题之一。采用干涉检测装置进行光学检测具有非接触、可分析、操作便捷等特点，但是由于光学元件的种类、大小等千差万别，干涉检测装置不可能通用于所有光学元件的检测。而对于平面光学元件的面形等参数的检测分析主要受到干涉测试口径的限制，国内外从上世纪80年代开就开展的Φ 150mm 口径以下的干涉检测研究，也形成了以下几种固定口径如Φ30ι?πι、Φ60ι?πι、Φ 100mm、Φ 150mm等干涉测试装置。但是对于再大口径的相关研究一直到2000年前后才出现Φ300πιπι 口径干涉检测装置，而且该类测试装置还受限于标准参考镜的面形精度。对于Φ600πιπι 口径的大口径干涉仪检测装置国内至今相关研究报道很少，国外目前也只有美国具有相关研究报道，但关键技术尤其是系统集成技术和标准参考镜面形精度保障技术还在研究中。在追求Φ600_大口径干涉测试达到高精度、高分辨率的同时并兼顾小口径测试的相关报道更少。因此这相关方面的研究成为了研究大口径平面光学元件测试的主要难点之一，相关进展在国内外也都尚在进行中，而采用双端口模块化结构实现Φ24_?Φ600_ 口径平面元件高精度、高分辨率干涉测试则少有相关报道。
技术实现思路
本技术的目的是，提供一种用于检测平面光学元件的卧式双端口斐索干涉测试装置。该干涉测试装置可以为测试平面光学元件反射面形、透射面形、光材料折射率均匀性等参数提供必须的测试分析装置。该干涉测试装置通过变焦成像模块的5倍连续变倍成像功能，可实现Φ24_?600mm 口径范围所有口径光学元件的面形检测以及材料质量分析。为实现上述目的，本技术采用如下技术方案:—种卧式双端口平面斐索干涉测试装置，特点在于其构成包括激光光源模块、大测试端口模块、小测试端口模块、变焦成像模块和测试对准模块:所述的激光光源模块包括632.Snm的标准激光光源和凸透聚焦物镜组，沿激光光源输出光束方向依次是凸透聚焦物镜组和第一 45°分光反射镜；所述的小测试端口模块由沿光束前进方向依次的第一 45°分光反射镜、第二45°分光反射镜、45°切换反射镜、Φ 120mm 口径凸透准直物镜组、Φ 120mm 口径透射标准平面镜和Φ 120mm 口径反射标准平面镜构成，所述的第一 45°分光反射镜、第二 45°分光反射镜和45°切换反射镜与光路的夹角为45°，所述的Φ 120mm 口径凸透准直物镜组的数值孔径与所述的凸透镜聚焦物镜组的数值孔径相等，且Φ 120mm凸透准直物镜组的焦点与所述的凸透聚焦物镜组对所述的标准激光光源输出平行光聚焦焦点重合，所述的Φ 120mm口径透射标准平面镜在光束前进方向上第一面为楔角面，第二面为标准平面参考面，且面形精度PV值优于30nm，该标准平面参考面垂直于Φ 120mm 口径凸透准直物镜组的光轴，所述的Φ 120mm 口径反射标准平面镜在光前进方向上的第一面为反射标准参考面，且面形精度PV值优于30nm，该Φ 120mm 口径反射标准平面镜垂直于Φ 120mm 口径凸透准直物镜组的光轴，与Φ 120mm 口径透射标准平面镜参考面形成标准干涉测试腔，被测试光学元件置于Φ 120mm 口径透射标准平面镜的标准平面参考面与Φ 120mm 口径标准反射平面镜的反射参考面之间，实现干涉测试；所述的大测试端口模块由沿光路依次的第一 45°分光反射镜、第二 45°分光反射镜、45°转折反射镜、Φ600mm 口径凸透准直物镜组、Φ600mm 口径透射标准平面镜和Φ600mm 口径反射标准平面镜构成，第一 45°分光反射镜、第二 45°分光反射镜和45°转折反射镜与光路的夹角为45°，所述的Φ600_凸透准直物镜组的数值孔径与所述的凸透聚焦物镜组的数值孔径相等，且Φ600_凸透准直物镜组的焦点与所述的凸透聚焦物镜组的焦点重合，所述的Φ600_ 口径透射标准平面镜在光前进方向上第一面为楔角面，第二面为标准平面参考面，且面形精度PV值优于63nm，该标准平面参考面垂直于Φ 600mm 口径凸透准直物镜组的光轴，所述的Φ600_ 口径反射标准平面镜在光前进方向上的第一面为反射标准参考面，且面形精度PV值优于63nm，所述的Φ 600mm 口径反射标准平面镜的反射标准参考面垂直于Φ600_ 口径凸透准直物镜组的光轴，与Φ600_ 口径透射标准平面镜的标准平面参考面形成标准干涉测试腔，被测试的大口径光学元件置于Φ600πιπι 口径透射标准平面镜的标准平面参考面与Φ600πιπι 口径反射标准平面镜的反射标准参考面之间，实现干涉测试；所述的小测试端口和大测试端口共用所述的变焦成像模块和测试对准模块，通过移动所述的45°切换反射镜来分配大端口小端口对变焦成像模块和测试对准模块的使用权:所述的45°切换反射镜具有沿着Φ120_ 口径准直物镜组的光轴向远离它的方向开放或遮挡所述的大测试端口光路的移动机构，当所述的45°切换反射镜遮挡所述的大测试端口光路时，进行小端口测试，当所述的45°切换反射镜开放所述的大测试端口光路时，进行大端口测试；无论进行小端口测试或大端口测试，在被测元件表面、透射标准平面镜的标准透射参考面和反射标准平面镜的反射标准参考面形成沿原光路返回的干涉测试光；所述的干涉测试光沿原光路返回，经所述的第二 45°分光反射镜反射后透过第一45°分光反射镜，沿该透射光路方向依次的第一凹透镜、第一凸透镜、5倍变焦镜头、第二凸透镜和第二凹透镜和CCD构成所述的变焦成像模块，所述的第一凹透镜、第一凸透镜构成一次成像镜头，该一次成像镜头的一次像面与所述的5倍变焦镜头的前焦平面重合，由第二凸透镜和第二凹透镜组成CXD成像镜头，所述的CXD采用1024X 1024像素的工业级高分辨率CCD，所述的CCD成像镜头成像在所述的CCD靶面上；最后通过CCD光电转换输出干涉测试图像，通过判读和分析CCD输出干涉图获得被测元件面形数据；所述的测试对准模块包括毛玻片、对准成像镜组和对准成像CMOS，所述的干涉测试光沿原光路返回，在透过第二 45°分光反射镜的光路上依次是所述的毛玻片、对准成像镜组和对准成像CMOS，所述的毛玻片位于所述的Φ600_ 口径凸透准直物镜组和Φ120_口径凸透准直物镜组的焦平面上，所述的对准成像镜组和对准成像CMOS对毛玻片全视场成像。所述的φ 120mm 口径透射标准平面镜的楔角面为5分的楔角。所述的Φ600mm 口径透射标准平面镜的楔角面设置5分的楔角。输出波长为632.8nm的标准激光光源输出一束发散角为0.5mrad的平行光束本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种卧式双端口平面斐索干涉测试装置，特征在于其构成包括激光光源模块、大测试端口模块、小测试端口模块、变焦成像模块和测试对准模块：所述的激光光源模块包括632.8nm的标准激光光源(233)和凸透聚焦物镜组(232)，沿激光光源(233)输出光束方向依次是凸透聚焦物镜组(232)和第一45°分光反射镜(231)；所述的小测试端口模块由沿光束前进方向依次的第一45°分光反射镜(231)、第二45°分光反射镜(221)、45°切换反射镜(214)、φ120mm口径凸透准直物镜组(213)、φ120mm口径透射标准平面镜(212)和φ120mm口径反射标准平面镜(211)构成，所述的第一45°分光反射镜(231)、第二45°分光反射镜(221)和45°切换反射镜(114)与光路的夹角为45°，所述的φ120mm口径凸透准直物镜组(213)的数值孔径与所述的凸透聚焦物镜组(232)的数值孔径相等，且φ120mm口径凸透准直物镜组(213)的焦点与所述的凸透聚焦物镜组(232)对所述的标准激光光源(233)输出平行光聚焦焦点重合，所述的φ120mm口径透射标准平面镜(212)在光束前进方向上第一面为楔角面，第二面为标准平面参考面，且面形精度PV值优于30nm，该标准平面参考面垂直于φ120mm口径凸透准直物镜组(213)的光轴，所述的φ120mm口径反射标准平面镜(211)在光前进方向上的第一面为反射标准参考面，且面形精度PV值优于30nm，该φ120mm口径反射标准平面镜(211)垂直于φ120mm口径凸透准直物镜组(213)的光轴，与φ120mm口径透射标准平面镜参考面形成标准干涉测试腔，被测试光学元件置于φ120mm口径透射标准平面镜的标准平面参考面与φ120mm口径标准反射平面镜(211)的反射参考面之间，实现干涉测试；所述的大测试端口模块由沿光路依次的第一45°分光反射镜(231)、第二45°分光反射镜(221)、45°转折反射镜(104)、φ600mm口径凸透准直物镜组(103)、φ600mm口径透射标准平面镜(102)和φ600mm口径反射标准平面镜(101)构成，第一45°分光反射镜(231)、第二45°分光反射镜(221)和45°转折反射镜(104)与光路的夹角为45°，所述的φ600mm口径凸透准直物镜组(103)的数值孔径与所述的凸透聚焦物镜组(232)的数值孔径相等，且φ600mm口径凸透准直物镜组(103)的焦点与所述的凸透聚焦物镜组(232)的焦点重合，所述的φ600mm口径透射标准平 面镜(102)在光前进方向上第一面为楔角面，第二面为标准平面参考面，且面形精度PV值优于63nm，该标准平面参考面垂直于φ600mm口径凸透准直物镜组(103)的光轴，所述的φ600mm口径反射标准平面镜(101)在光前进方向上的第一面为反射标准参考面，且面形精度PV值优于63nm，所述的φ600mm口径反射标准平面镜(101)的反射标准参考面垂直于φ600mm口径凸透准直物镜组(103)的光轴，与φ600mm口径透射标准平面镜(102)的标准平面参考面形成标准干涉测试腔，被测试的大口径光学元件置于φ600mm口径透射标准平面镜的标准平面参考面与φ600mm口径反射标准平面镜的反射标准参考面之间，实现干涉测试；所述的小测试端口和大测试端口共用所述的变焦成像模块和测试对准模块，通过移动所述的45°切换反射镜(214)来分配大端口小端口对变焦成像模块和测试对准模块的使用权：所述的45°切换反射镜(214)具有沿着φ120mm口径凸透准直物镜组(213)的光轴向远离它的方向开放或遮挡所述的大测试端口光路的移动机构，当所述的45°切换反射镜(214)遮挡所述的大测试端口光路时，进行小端口测试，当所述的45°切换反射镜(214)开放所述的大测试端口光路时，进行大端口测试；无论进行小端口测试或大端口测试，在被测元件表面、透射标准平面镜的标准透射参考面和反射标准平面镜的反射标准参考面形成沿原光路返回的干涉测试光；所述的干涉测试光沿原光路返回，经所述的第二45°分光反射镜(221)反射后透过第一45°分光反射镜(231)，沿该透射后的光路方向依次的第一凹透镜(241)、第一凸透镜(242)、5倍变焦镜头(243)、第二凸透镜(244)和第二凹透镜(245)和CCD(246)构成所述的变焦成像模块，所述的第一凹透镜(241)、第一凸透镜(242)构成一次成像镜头，该一次成像镜头的一次像面与所述的5倍变焦镜头(243)的前焦平面重合，所述的第二凸透镜(244)和第二凹透镜(245)共同构成CCD成像镜头，该CCD成像镜头的物面与所述的5倍变焦镜头(243)的出射像面重合，所述的CCD采用1024×1024像素的工业级高分辨率CCD，所述的CCD成像...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：赵智亮，陈立华，林大建，葛瑞红，赵子嘉，郑万国，
申请(专利权)人：成都太科光电技术有限责任公司，赵智亮，
类型：新型
国别省市：四川;51
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