检测任意波长任意形状口径光学系统透射波前的方法技术方案

本发明专利技术提供了一种检测任意波长任意形状口径光学系统透射波前的方法，包括以下步骤：步骤一，利用R种波长为λ1～λR的检测装置分别对光学系统进行检测，得到光学系统在波长为λ1～λR的每点波前像差

【技术实现步骤摘要】
检测任意波长任意形状口径光学系统透射波前的方法
本专利技术涉及一种检测透射波前的方法，具体涉及一种检测任意波长任意形状口径光学系统透射波前的方法。
技术介绍
光学系统透射波前通常使用激光干涉仪检测，激光干涉仪可以准确检测特定波长光学系统(光学系统设计波长与干涉仪光源波长一致)，根据检测需要，目前有不同类型波长的激光干涉仪，用于检测不同类型光学系统的透射波前。例如，248nm和363nm激光干涉仪用于检测紫外透镜系统，405nm激光干涉仪用于检测DVD光学存储和视听设备的透镜，1053nm激光干涉仪用于研究激光熔合、聚变等。现有技术中，仅有几种特定波长的激光干涉仪，因此，其他波段的光学系统无法使用激光干涉仪检测，导致激光干涉仪在光学系统透射波前检测的应用范围较小。另外，激光干涉仪的研发难度较大，且特殊波长激光干涉仪的造价昂贵，因此，现有的特殊波长的激光干涉仪的种类较少。在实际的应用中，虽然可以利用透射波前Zernike系数与波长的函数关系，可以将光学系统特定波长波前数据转换为任意波长波前数据，实现任意波长光学系统透射波前的检测。但是Zernike系数只在单位圆内正交，被测光学系统的通光孔径必须是圆形，对于其他形状通光口径的光学系统则不能使用。
技术实现思路
本专利技术是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种检测任意波长任意形状口径光学系统透射波前方法。本专利技术提供了一种检测任意波长任意形状口径光学系统透射波前的方法，具有这样的特征，包括以下步骤：步骤一，利用R种波长为λ1～λR的检测装置分别对光学系统进行检测，分别得到光学系统在波长为λ1～λR的每点波前像差步骤二，将步骤一得到的每点波前像差代入公式：式中，为波长为λm时，坐标为(xi，yi)的点对应的波前相对参考波面的偏离值，i＝1，2，3，…，k，m＝1，2，3，…，R，R≥2，2R-1≤VR-1≤2R，计算参数A1i(xi,yi)、A2i(xi,yi)，…，ARi(xi,yi)的值；步骤三，将计算得到的A1i(xi,yi)、A2i(xi,yi)…ARi(xi,yi)的值代入公式中，计算光学系统在波长为λn的波前像差以及步骤四，根据波前像差得到波长为λn的光学系统完整的透射波前，其中，200nm≤λ1≠…≠λR≠λn≤2000nm。在本专利技术提供的检测任意波长任意形状口径光学系统透射波前的方法中，还可以具有这样的特征：其中，光学系统的通光孔径为任意形状。在本专利技术提供的检测任意波长任意形状口径光学系统透射波前的方法中，还可以具有这样的特征：其中，光学系统为柱面光学系统。在本专利技术提供的检测任意波长任意形状口径光学系统透射波前的方法中，还可以具有这样的特征：其中，300nm≤λ1≠…≠λR≠λn≤1600nm。在本专利技术提供的检测任意波长任意形状口径光学系统透射波前的方法中，还可以具有这样的特征：其中，当R＝3时，公式为：式中，i＝1，2，3，…，k，m＝1或2或3，1≤V1≤2，3≤V2≤4。在本专利技术提供的检测任意波长任意形状口径光学系统透射波前的方法中，还可以具有这样的特征：其中，当R＝4时，公式为：式中，i＝1，2，3，…，k，m＝1或2或3或4，1≤V1≤2，3≤V2≤4，5≤V3≤6。在本专利技术提供的检测任意波长任意形状口径光学系统透射波前的方法中，还可以具有这样的特征：其中，检测装置为斐索干涉仪或泰曼格林干涉仪。专利技术的作用与效果根据本专利技术所涉及的检测任意波长任意形状口径光学系统透射波前的方法，因为采用了R种波长为λ1～λR的检测装置对光学系统进行检测，得到光学系统在波长为λ1～λR的每点的波前像差，然后将得到每点的波前像差代入公式：计算参数A1i(xi,yi)、A2i(xi,yi)，…，A3i(xi,yi)值；再根据公式计算任意波长λn的光学系统的波前像差，进而得到任意波长λn的光学系统的透射波前。所以，本专利技术的检测任意波长任意形状口径光学系统透射波前的方法可以检测到在一定波长范围内任意波长的光学系统的透射波前，且该方法使用的光学系统的通光孔经可以为任意形状，并不局限于圆形通光孔经的光学系统，增加了该检测方法在实际应用中的适用性。附图说明图1是本专利技术实施例中波前像差的示意图；图2是本专利技术的实施例一中检测任意波长光学系统的透射波前的检测装置示意图；图3是本专利技术的实施例二中检测任意波长光学系统透射波前的检测装置示意图；图4是本专利技术的检测方法得到的求解曲线与理论上的采集数据曲线对照图；以及图5是本专利技术的检测方法得到的求解曲线与理论上的采集数据曲线误差百分比图。具体实施方式为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下结合实施例对本专利技术的检测任意波长任意形状口径光学系统透射波前的方法作具体阐述。图1是本专利技术实施例中波前像差的示意图。如图1所示，图中虚线部分表示光学系统在波长为λm时的检测装置下的理论波前，A点为该理论波前上的任意一点，坐标为A(xA，yA，zA)，实线部分表示该光学系统的在同一检测装置下的实际波前，B点为实际波前上与A点对应的点，坐标为B(xA，yA，zB)，波前像差为A点与B点之间的距离即，<实施例一>图2是本专利技术的实施例一中检测任意波长光学系统的透射波前的检测装置示意图。如图2所示，检测任意波长光学系统的透射波前的检测装置200包括三个激光干涉仪20、标准球面镜21、无穷共轭光学系统22以及反射平面镜23。三个激光干涉仪20对无穷共轭光学系统22的检测光路以及方法相同，在本实施例中，以其中一个为例做详细阐述。用特定波长激光干涉仪20对无穷共轭光学系统22进行检测，激光干涉仪20发出平行光，经过标准球面镜21得到无穷共轭光学系统22在特定波长激光干涉仪20的波长下的波前像差。步骤一，利用波长分别为λ1、λ2以及λ3的三种激光干涉仪对光学系统进行检测，分别得到光学系统在波长为λ1、λ2以及λ3的每点的波前像差以及步骤二，将步骤一得到的每点的波前像差代入公式：式中，为波长为λm时，坐标为(xi，yi)的点对应的波前像差，i＝1，2，3，…，k，k根据光学系统的形状以及分辨率进行决定，m＝1或2或3，1≤V1≤2，3≤V2≤4。计算参数A1i(xi,yi)、A2i(xi,yi)以及A3i(xi,yi)的值；步骤三，将计算得到的A1i(xi,yi)、A2i(xi,yi)以及A3i(xi,yi)的值再次代入上述公式中，计算任意光学系统在波长为λn的每点波前像差步骤四，根据每点的波前像差得到波长为λn的光学系统完整的透射波前。<实施例二>图3是本专利技术的实施例二中检测任意波长光学系统透射波前的检测装置示意图。如图3所示，检测任意波长光学系统的透射波前检测装置200包括四个激光干涉仪30、标准球面镜31、有限共轭光学系统32以及反射球面镜33。四个激光干涉仪30对有限共轭光学系统32的检测光路以及方法相同，在本实施例中，以其中一个为例做详细阐述。用特定波长激光干涉仪30对有限共轭光学系统32进行检测，激光干涉仪30发出平行光，经过标准球面镜31得到有限共轭光学系统32在特定波长激光干涉仪30的波长下的波前像差。步骤一，利用波长分别为λ1、λ2、λ3以及λ4的四种激光干涉仪对本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种检测任意波长任意形状口径光学系统透射波前的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，利用R种波长为λ1～λR的检测装置分别对光学系统进行检测，分别得到所述光

【技术特征摘要】
1.一种检测任意波长任意形状口径光学系统透射波前的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，利用R种波长为λ1～λR的检测装置分别对光学系统进行检测，分别得到所述光学系统在波长为λ1～λR的每点波前像差步骤二，将步骤一得到的每点波前像差代入公式：式中，为波长为λm时，坐标为(xi，yi)的点对应的相对参考波面的偏离值，i＝1，2，3，…，k，m＝1，2，3，…，R，R≥2，2R-1≤VR-1≤2R，计算参数A1i(xi,yi)、A2i(xi,yi)，…，ARi(xi,yi)的值；步骤三，将计算得到的A1i(xi,yi)、A2i(xi,yi)…ARi(xi,yi)的值代入所述公式中，计算任意光学系统在波长为λn的每点波前像差以及步骤四，根据每点波前像差得到波长为λn的光学系统完整的透射波前，其中，200nm≤λ1≠…≠λR≠λn≤2000nm。2.根据权利要求1所述的检测任意波长任意形状口径光学系统透射波前的方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：张齐元，韩森，唐寿鸿，李雪园，
申请(专利权)人：苏州维纳仪器有限责任公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32