【技术实现步骤摘要】
大口径凸锥镜面形检测系统及检测方法
本专利技术涉及光学检测
,特别是一种大口径凸锥镜面形拼接检测装置及检测方法。
技术介绍
锥镜作为一种特殊的非球面光学元件,也称作轴对称棱镜,可以将准直光束转换为环形光束,在光学成像系统、激光加工,激光束整形、光刻机环形照明产生等方面有着重要的作用。目前,商用Zygo干涉仪、4D干涉仪等均无法直接用于锥镜面形的检测,锥镜面形的检测方法仍然以接触式为主,例如采用三坐标或轮廓仪,这类方法的特点是仅能测量锥镜面形上某一部分轮廓的点,不是真正意义上的面形检测。锥镜的确定性光学加工一直受限于其面形检测技术,影响了其应用范围和成本。在先技术1(KuchelMichael.Interferometricmeasurementofrotationallysymmetricasphericsurfaces.SPIE.2009:738916)推出的面向同轴非球面测量的环形子孔径扫描拼接测量系统,理论上也可以用于锥镜面形的拼接检测。通过沿轴向移动待测非球面镜,使球面检测波与待测镜的不同环带相切产生环形干涉条纹,记录干涉图及形成干涉图的位置,进行反向计算,得到待测镜面形。该方法应用于锥镜面形的测量时,每次能有效测量的锥镜区域很小,导致拼接测量次数多,测量效率低。且该方法不能直接用于凸锥镜的面形测量。在先技术2(JunMa,ChristofPruss,RihongZhu,ZhishanGao,CaojinYuan,andWolfgangOsten,"Anabsolutetestforaxiconsurfaces,"Opt.Lett.36,20 ...
【技术保护点】
1.大口径凸锥镜面形拼接检测装置,其特征在于包含:波面测量干涉仪(1),平面标准镜(3)、计算全息片(4)和供待测凸锥镜(6)放置的工件台(5);所述的工件台(5)能够垂直于波面测量干涉仪(1)光轴方向360度旋转调节,且能够平行于波面测量干涉仪(1)光轴方向平移调节,所述的波面测量干涉仪(1)、平面标准镜(3)和计算全息片(4)共轴,所述的工件台(5)的平移运动轴、待测凸锥镜(6)的对称轴和工件台(5)的旋转轴共轴;所述的计算全息片(4)衍射产生的锥面波前的中心轴与待测凸锥镜(6)的对称轴重合;所述的波面测量干涉仪(1)输出的一部分光经平面标准镜(3)反射后,反射光入射至波面测量干涉仪(1),该波面测量干涉仪(1)输出的另一部分光经平面标准镜(3)透射后垂直入射至计算全息片(4)上,经过计算全息片(4)的衍射光垂直入射到待测凸锥镜(6)的表面,经待测凸锥镜(6)反射后,沿原光路返回,依次经计算全息片(4)、平面标准镜(3)透射后,透射光入射至波面测量干涉仪(1);所述的反射光和透射光形成干涉,由波面测量干涉仪(1)采集干涉图得到待测凸锥镜(6)相应区域的面形信息。
【技术特征摘要】
1.大口径凸锥镜面形拼接检测装置,其特征在于包含:波面测量干涉仪(1),平面标准镜(3)、计算全息片(4)和供待测凸锥镜(6)放置的工件台(5);所述的工件台(5)能够垂直于波面测量干涉仪(1)光轴方向360度旋转调节,且能够平行于波面测量干涉仪(1)光轴方向平移调节,所述的波面测量干涉仪(1)、平面标准镜(3)和计算全息片(4)共轴,所述的工件台(5)的平移运动轴、待测凸锥镜(6)的对称轴和工件台(5)的旋转轴共轴;所述的计算全息片(4)衍射产生的锥面波前的中心轴与待测凸锥镜(6)的对称轴重合;所述的波面测量干涉仪(1)输出的一部分光经平面标准镜(3)反射后,反射光入射至波面测量干涉仪(1),该波面测量干涉仪(1)输出的另一部分光经平面标准镜(3)透射后垂直入射至计算全息片(4)上,经过计算全息片(4)的衍射光垂直入射到待测凸锥镜(6)的表面,经待测凸锥镜(6)反射后,沿原光路返回,依次经计算全息片(4)、平面标准镜(3)透射后,透射光入射至波面测量干涉仪(1);所述的反射光和透射光形成干涉,由波面测量干涉仪(1)采集干涉图得到待测凸锥镜(6)相应区域的面形信息。2.根据权利要求1所述的大口径凸锥镜面形拼接检测装置,其特征在于,还包括用于固定波面测量干涉仪(1)的干涉仪支架(2)。3.根据权利要求1所述的大口径凸锥镜面形拼接检测装置,其特征在于所述的待测凸锥镜(6)与波面测量干涉仪(1)距离大于等于其中,D0为波面测量干涉仪(1)的口径,D为待测凸锥镜(6)的口径。4.根据权利要求1所述的大口径凸锥镜面形拼接检测装置,其特征在于所述的计算全息片(4)是由一系列同心圆弧组成的光栅构成,该圆弧的圆心O1位于待测凸锥镜(6)的对称轴上,计算全息片(4)的中心O2位于波面测量干涉仪(1)测量口径内。5.基于权利要求4所述的大口径凸锥镜面形拼接检测装置,其特征在于所述的计算全息片(4)关于中心O2非旋转对称,且沿着O1O2方向的周期为其中λ为波面测量干涉仪(1)的工作波长,β为待测凸锥镜(6)的锥角。6.利用权利要求1-5任一所述的大口径凸锥镜面形拼接检测装置,进行大口径凸锥镜面形的检测方...
【专利技术属性】
技术研发人员:卢云君,唐锋,王向朝,
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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