用于非球面计算全息检测的计算机辅助调整装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于非球面计算全息检测的计算机辅助调整装置及方法，相移干涉仪安装在大理石横梁上；计算全息图通过全息调整架与相移干涉仪固定，通过全息调整架调整计算全息图；由检测工装、轴向位移台以及倾斜调整台组成的测量平台安装在与大理石基座相连的升降装置上，通过两个垂直安装的自准直仪测角系统实时监测测量过程中待测非球面元件的空间姿态；计算机系统与相移干涉仪相连，采集待测非球面的面形信息；通过分析采集的面形信息获得待测非球面所需调整量，根据自准直仪检测数据控制位置调整台定量调整非球面，实现检测光路的准确调整。本发明专利技术为非球面计算全息检测提供了一种有效的调整手段，具有较大的应用价值。值。值。

【技术实现步骤摘要】
用于非球面计算全息检测的计算机辅助调整装置及方法


[0001]本专利技术属于光学检测领域，具体涉及一种用于非球面计算全息检测的计算机辅助调整装置及方法。

技术介绍

[0002]非球面光学元件是指表面形状与球面具有一定偏离量的光学元件，具有远超传统球面光学元件的设计自由度，能够有效校正各种像差，改善成像质量，并减小光学系统中光学元件数量。特别是随着现代光学技术的不断发展和完善，非球面光学元件在诸多关键光学系统中的得到广泛的应用。目前，主要限制非球面光学元件研制的主要因素是精度与之匹配的面形检测技术。
[0003]计算全息检测法是非球面光学元件面形检测的有效手段之一。计算全息检测法主要是通过计算全息图将入射光转换成与理论被测面面形相匹配的波前，是一种零位补偿检测方法。在实际工程应用中，一般将计算全息图放置于相移干涉仪镜头后，使用
±
1级衍射光作为理论检测波前。因此，计算全息法的测量光路中待测非球面位置需要处于理论位置处时，才能有效的进行测量。当待测非球面存在调整误差时，将导致测量结果中存在彗差、球差等误差，进而影响测量精度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于非球面计算全息检测的计算机辅助调整装置，其特征在于：包括大理石基座(1)、相移干涉仪(2)、计算全息图(3)、全息调整架(301)、轴向位移台(4)、倾斜调整台(401)、升降装置(5)，待测非球面镜(6)，检测工装(7)、第一标准反射镜(701)、第二标准反射镜(702)、工装组件(703)、第一自准直仪(8)、计算机系统(9)和第二自准直仪(10)；其中：所述相移干涉仪(2)与所述大理石基座(1)龙门相连，用于采集待测表面的面形数据；所述计算全息图(3)通过所述全息调整架(301)与所述升降装置(5)相连，用于产生测试波前；所述全息调整架(301)可通过所述升降装置(5)的升降导轨调整与所述相移干涉仪(2)镜头距离，并可用于调整所述计算全息图(3)倾斜量，用来产生所需级次衍射光，实现其正入射到所述待测非球面镜(6)上；所述待测非球面镜(6)通过所述检测工装(7)夹持在所述倾斜调整台(401)，正对与所述相移干涉仪(2)相连的所述计算全息图(3)；所述倾斜调整台(401)用于调整所述待测非球面镜(6)倾斜，实现检测光路倾斜分量调整；所述检测工装(7)由第一标准反射镜(701)、第二标准反射镜(702)和所述工装组件(703)组成，所述第一标准反射镜(701)、第二标准反射镜(702)和所述工装组件(703)可以同时向所述倾斜调整台(401)中心方向运动，用于夹持所述待测非球面镜(6)并使其中心与所述倾斜调整台(401)中心重合；所述倾斜调整台(401)作为测量基座安装在所述轴向位移台(4)上，用于带动所述待测非球面镜(6)在长度、宽度方向平移移动；所述轴向位移台(4)固定在所述升降装置(5)上，并与所述相移干涉仪(2)光轴垂直；用于带动所述轴向位移台(4)进行轴向位移，调整所述待测非球面镜(6)与所述计算全息图(3)轴向相对位置；所述第一自准直仪(8)正对所述第二标准反射镜(702)，用于采集所述待测非球面镜(6)在调整过程中所述第二标准反射镜(702)的角度变化，用来表示所述待测非球面镜(6)的沿该第二标准反射镜(702)中心到所述待测非球面镜(6)中心方向的角度情况；所述第二自准直仪(10)正对所述第一标准反射镜(701)，用于采集所述待测非球面镜(6)在调整过程中所述第一标准反射镜(701)的角度变化，用来表示所述待测非球面镜(6)的沿该第一标准反射镜(701)中心到所述待测非球面镜(6)中心方向的角度情况；所述计算机系统(9)与所述相移干涉仪(2)、所述轴向位移台(4)、所述倾斜调整台(401)、所述升降装置(5)以及所述第一自准直仪(8)、第二自准直仪(10)连接，用于采集、保存及处理所述相移干涉仪(2)采集的面形数据以及第一自准直仪(8)、第二自准直仪(10)采集的所述待测非球面镜(6)调整过程中相对角度变化，并通过控制所述轴向位移台(4)、所述倾斜调整台(401)以及所述升降装置(5)对所述待测非球面镜(6)的位置进行调整，实现检测光路的计算机辅助调整。2.根据权利要求1所述的用于非球面计算全息检测的计算机辅助调整装置，其特征在于：该装置用于实现快速调整用于非球面检测的计算全息检测光路。3.根据权利要求2所述的用于非球面计算全息检测的计算机辅助调整装置，其特征在于：首先利用所述检测工装(7)将所述待测非球面镜(6)中心位置固定在所述倾斜调整台(401)中心，并通过所述轴向位移台(4)归零使得倾斜调整台(401)中心移动至相移干涉仪(2)光轴；使用全息调整架(301)调整所述计算全息图(3)距所述相移干涉仪(2)镜头距离以
及倾斜，使其衍射光沿所述相移干涉仪(2)光轴出射；根据所述待测非球面镜(6)参数结合计算全息图(3)设计参数，利用所述升降装置(5)将待测非球面镜(6)升降至理论值附近，实现粗聚焦；通过所述计算机系统(9)采集、分析此时所述待测非球面镜(6)面形数据，结合自准直仪读数利用所述倾斜调整台(401)和所述轴向位移台(4)实现所述待测非球面镜(6)的特定数值倾斜、平移，从而实现对检测光路的快速调整。4.根据权利要求1所述的用于非球面计算全息检测的计算机辅助调整装置，其特征在于：所述检测工装(7)是由三爪夹持结构构成，其中两爪分别安装有相互垂直放置的所述第一标准反射镜(701)和第二标准反射镜(702)，与所述工装组件(703)构成等腰三角形；所述第一标准反射镜(701)和第二标准反射镜(702)和所述工装组件(703)具有同时运动的特点，并且运动方向均向所述倾斜调整台(401)中心运动；通过所述检测工装(703)可以实现所述待测非球面镜(6)夹持在所述倾斜调整台(401)中心，保证两者中心在一定范围内重合。5.根据权利要求1所述的用于非球面计算全息检测的计算机辅助调整装置，其特征在于：所述第一自准直仪(8)、第二自准直仪(10)以及第一标准反射镜(701)、第二标准反射镜(702)组成测角系统可以实时监测所述倾斜调整台(401)以及所述轴向位移台(4)带动所述待测非球面镜(6)运动时的相对角度变化，作为所述计算机系统(9)根据计算结果调整所述待测非球面镜(6)相对位置的参考依据。6.根据权利要求1所述的用于非球面计算全息检测的计算机辅助调整装置，其特征在于：所述轴向位移台(4)、所述倾斜调整台(401)以及所述升降装置(5)处于零位状态下的中心相对于所述计算全息图(3)中心的位置均是确定的，均在相移干涉仪(2)光轴上。7.根据权利要求1所述的用于非球面计算全息检测的计算机辅助调整装置，其特征在于：根据所述待测非球面镜(6)半径参数以及计算全息图(3)设计参数，可以通过相对位置确定的所述轴向位移台(4)、所述倾斜调整台(401)以及所述升降装置(5)将待测非球面镜(6)移动至一个相对准确位置，实现粗调整。8.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：张帅，侯溪，严伟，胡小川，陈强，
申请(专利权)人：中国科学院光电技术研究所，
类型：发明
国别省市：