The invention discloses a convex aspherical reflector surface detection device and a detection method. Under the condition of guaranteeing the detection accuracy, a small size CGH compensator can be used to detect the convex aspheric mirror with large caliber (200mm diameter or above). The device of the invention converge the light beam through the lens, so that the caliber of the CGH compensator is very small, and the CGH compensator can achieve the high accuracy detection of the large diameter convex aspheric mirror surface in the high precision processing size range. The method of the invention, the CGH compensator on the wavefront difference compensation effect and convergence effect two lens on beam combining, the convex non detection spherical reflector with CGH compensator is small, to solve the traditional problem of detection method can detect CGH compensation of small aperture convex aspheric mirror. Compared with the traditional method of convex aspherical mirror surface detection, the detection method of the present invention can detect convex aspherical mirrors of various surface types.
【技术实现步骤摘要】
一种凸非球面反射镜面形检测装置及检测方法
本专利技术涉及镜面检测
,具体涉及一种凸非球面反射镜面形检测装置及检测方法。
技术介绍
在光学系统内使用非球面光学元件能够实现提高系统性能、改善像质以及减少光学元件的数量的目的,使光学系统紧凑轻便。因此非球面光学元件在航空航天、天文观测、光刻物镜、高性能照相或摄像机镜头等诸多光学仪器中具有广泛的应用。高精度的面形检测是精密加工的前提和基础,随着市场对凸非球面反射镜的规格和精度要求越来越高,对凸非球面反射镜的面形检测提出了进一步的要求。常用的凸非球面反射镜的检测方法有:无像差点检测法、透镜补偿器零位检测法、CGH(computergeneratedhologram计算全系图)补偿检测法等。当待检凸非球面反射镜的口径为200mm以内时,上述几种方法均能较好的应对,但是当待检凸非球面反射镜的口径大于200mm(大口径)时,这些方法由于自身的局限性,使得这些检测方法难以在大口径凸非球面反射镜面形检测中继续使用。其中,无像差点检测法的缺点有:(1)固有缺点:只能对二次曲面进行面形检测,不能对凸椭球面以及高次非球面进行检测,且有中心遮拦;(2)当待检凸非球面反射镜的口径大于200mm时,需要制造更大口径的球面辅助镜,一般为待检凸非球面反射镜口径的两倍甚至更大,且对辅助镜的面形精度要求较高。当待检凸非球面反射镜的口径大于200mm时,透镜补偿器检测法的缺点是:(1)需要大口径的干涉仪1;(2)需要制造大口径的透镜补偿器,透镜补偿器是一套透镜组,对其加工精度要求很高,加工难度大;(3)透镜补偿器的参考面一般是非球面,所以还需 ...
【技术保护点】
一种凸非球面反射镜面形检测装置,采用干涉仪(1)以及CGH补偿器(3)对待测凸非球面反射镜(5)进行检测,其特征在于,所述检测光路上还设有球面标准镜(2)以及照明透镜(4);球面标准镜(2)放置在干涉仪(1)以及CGH补偿器(3)之间,干涉仪(1)发出的光束经球面标准镜(2)汇聚后入射到CGH补偿器(3)上;球面标准镜(2)满足F#≤R#,其中F#=f/D,f是球面标准镜(2)的焦距,D是球面标准镜(2)的口径;R#=r/d,r是干涉仪(1)焦点到CGH补偿器(3)的距离,d是CGH补偿器(3)的口径;照明透镜(4)放置在CGH补偿器(3)与待测凸非球面反射镜(5)之间,透过CGH补偿器(3)的光束入射到照明透镜(4)上,经照明透镜(4)汇聚后入射至待测凸非球面反射镜(5);照明透镜(4)的玻璃折射率、透镜中心厚度、透镜前后两面的曲率半径,根据待测凸非球面反射镜的曲率半径、口径、二次曲面常数和高次项系数以及各光学元件的物理间距获得;干涉仪(1)发出的光束经球面标准镜(2)后成为汇聚的球面波前,由CGH补偿器(3)补偿后变为发散的非球面波前,经由照明透镜(4)汇聚后,成为和待检凸非球面反 ...
【技术特征摘要】
1.一种凸非球面反射镜面形检测装置,采用干涉仪(1)以及CGH补偿器(3)对待测凸非球面反射镜(5)进行检测,其特征在于,所述检测光路上还设有球面标准镜(2)以及照明透镜(4);球面标准镜(2)放置在干涉仪(1)以及CGH补偿器(3)之间,干涉仪(1)发出的光束经球面标准镜(2)汇聚后入射到CGH补偿器(3)上;球面标准镜(2)满足F#≤R#,其中F#=f/D,f是球面标准镜(2)的焦距,D是球面标准镜(2)的口径;R#=r/d,r是干涉仪(1)焦点到CGH补偿器(3)的距离,d是CGH补偿器(3)的口径;照明透镜(4)放置在CGH补偿器(3)与待测凸非球面反射镜(5)之间,透过CGH补偿器(3)的光束入射到照明透镜(4)上,经照明透镜(4)汇聚后入射至待测凸非球面反射镜(5);照明透镜(4)的玻璃折射率、透镜中心厚度、透镜前后两面的曲率半径,根据待测凸非球面反射镜的曲率半径、口径、二次曲面常数和高次项系数以及各光学元件的物理间距获得;干涉仪(1)发出的光束经球面标准镜(2)后成为汇聚的球面波前,由CGH补偿器(3)补偿后变为发散的非球面波前,经由照明透镜(4)汇聚后,成为和待检凸非球面反射镜(5)面形一致的非球面波前,由待检凸非球面反射镜(5)反射后原路返回至干涉仪(1)内与干涉仪标准镜的参考波前形成干涉条纹,通过干涉仪(1)内的干涉条纹数据分析得到待测凸非球面反射镜的面形信息,完成对凸非球面反射镜的面形检测。2.如权利要求1所述的一种凸非球面反射镜面形检测装置,其特征在于,依据待检凸非球面反射镜(5)的各项参数、照明透镜(4)的各项参数及各光学元件的物理间距将CGH补偿器(3)的补偿区划分为各个区域,包括补偿主区域A、干涉仪(1)和CGH补偿器(3)的对准区域B、CGH补偿器(3)和照明透镜(4)的对准区域C、提供照明透镜(4)基准的基准区域D和待检凸非球面反射镜基准的基准区域E,各个区域上设有对应标记,光束经各区域投射得到各自对应的标记线。3.如权利要求1所述的一种凸非球面反射镜面形检测装置,其特征在于,照明透镜(4)通过子孔径拼接检测法进行面形检测后进行误差校准;照明透镜(4)的曲率半径以及中心厚度以及CGH补偿器(3)的中心厚度以及平行度经过标定处理。4...
【专利技术属性】
技术研发人员:王孝坤,张海东,薛栋林,张学军,
申请(专利权)人:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,
类型:发明
国别省市:吉林,22
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