【技术实现步骤摘要】
大口径光学元件表面缺陷三维形貌测量装置和方法
本专利技术涉及光学元件表面缺陷检测，特别是一种大口径光学元件表面缺陷三维形貌的测量装置和方法。
技术介绍
随着现代加工技术的快速发展，精密光学元件越来越广泛地应用于诸如高功率激光系统、红外夜视微光成像系统、航空镜头、半导体加工制造以及光刻设备等国防军工和民用领域。这些领域对元件表面缺陷有非常严格的技术要求。在加工、运输和使用过程中产生的划痕、麻点、开口气泡和崩边等表面缺陷随机分布在光学元件表面，对光学元件的工作性能有严重影响。如在高功率激光装置中，一方面，表面缺陷对入射光产生散射，导致激光能量损耗与光束质量降低；另一方面，表面缺陷的深度对入射激光远场光强分布产生严重调制。在一定范围内，划痕深度越大，其在远场产生的调制光强极值越大，光束横向空间分布越不均匀，导致局部光场增强，使元件本身及其下游元件遭到损伤的概率大大增加，对整个系统的正常运转与功能实现形成巨大威胁。因此，必须对元件表面缺陷进行精确检测，为元件后续的加工工艺改进提供指导建议。目前，国内外对大口径光学元件表面缺陷的检测方法主要包括目视法、显微散射暗场成像法等。...
【技术保护点】
1.一种大口径光学元件表面缺陷三维形貌测量装置，其特征在于，包括瞬态干涉测量系统(1)、俯仰偏摆姿态调节机构(2)、激光位移传感器(3)、XYZ精密位移平台(4)、待测的大口径平面光学元件(5)、样品夹持装置(6)、样品调平机构(7)、计算机(8)和隔振平台(9)；所述的XYZ精密位移平台(4)和样品调平机构(7)平行地安装在所述的隔振平台(9)上，所述的样品调平机构(7)绕X和Z轴转动；所述的俯仰偏摆姿态调节机构(2)和所述的激光位移传感器(3)并排放置在XYZ精密位移平台(4)上，所述的俯仰偏摆姿态调节机构(2)绕X和Z轴转动；所述的激光位移传感器(3)发射的激光沿Y方...
【技术特征摘要】
1.一种大口径光学元件表面缺陷三维形貌测量装置，其特征在于，包括瞬态干涉测量系统(1)、俯仰偏摆姿态调节机构(2)、激光位移传感器(3)、XYZ精密位移平台(4)、待测的大口径平面光学元件(5)、样品夹持装置(6)、样品调平机构(7)、计算机(8)和隔振平台(9)；所述的XYZ精密位移平台(4)和样品调平机构(7)平行地安装在所述的隔振平台(9)上，所述的样品调平机构(7)绕X和Z轴转动；所述的俯仰偏摆姿态调节机构(2)和所述的激光位移传感器(3)并排放置在XYZ精密位移平台(4)上，所述的俯仰偏摆姿态调节机构(2)绕X和Z轴转动；所述的激光位移传感器(3)发射的激光沿Y方向入射到待测的大口径平面光学元件(5)待测平面，所述的瞬态干涉测量系统(1)安装在所述的俯仰偏摆姿态调节机构(2)上；所述的样品夹持装置(6)位于样品调平机构(7)上，样品夹持装置(6)从待测大口径平面光学元件(5)侧面夹持固定；被夹持的待测大口径平面光学元件(5)的待测平面与XYZ精密位移平台(4)的XZ面平行；所述的瞬态干涉测量系统(1)包括低相干LED光源(10)，沿该低相干LED光源(10)的光束输出方向依次是第一会聚透镜(11)、针孔光阑(12)、第二会聚透镜(13)、偏振片(14)、第三会聚透镜(15)、偏振分束器(16)，该偏振分束器(16)将入射光分为s偏振光和p偏振光，所述的p偏振光通过第一四分之一波片(17)聚焦到参考镜(18)，所述的s偏振光通过第二四分之一波片(19)聚焦到待测的大口径平面光学元件(5)，该待测的大口径平面光学元件(5)的反射光和所述的参考镜(18)的反射光分别经所述的第二四分之一波片(19)、第一四分之一波片(17)并在所述的偏振分束器(16)重合，在该重合光束方向依次是第四会聚透镜(20)、第三四分之一波片(21)和偏振相机(22)；所述的针孔光阑(12)位于所述的第一会聚透镜(11)和第二会聚透镜(13)的公共焦点位置；所述的计算机(8)与所述的瞬态干涉测量系统(1)、俯仰偏摆姿态调节机构(2)、激光位移传感器(3)、XYZ精密位移平台(4)、样品调平机构(7)相连。2.利用权利要求1所述的大口径光学元件表面缺陷三维形貌测量装置进行大口光学元件表面缺陷三维形貌的检测方法，其特征在于该方法包括下列步骤：1)将待测大口径平面光学元件(5)用样品夹持装置(6)夹持固定后，置于所述的样品调平机构(7)上，使所述的待测大口径平面光学元件(5)的待测平面与坐标的XZ平面基本平行，所述的计算机(8)控制所述的XYZ精密位移平台(4)，带动所述的激光位移传感器(3)分别沿Z和X方向依次移动到位于待测大口径平面光学元件(5)待测表面两直角边缘的A、B、C三点，其中A和B的X坐标一致，B和C的Z坐标一致，所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：邵建达，刘世杰，倪开灶，黄保铭，潘靖宇，周游，王微微，鲁棋，
申请(专利权)人：中国科学院上海光学精密机械研究所，
类型：发明
国别省市：上海,31
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