【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于光干涉计量测试，特别是一种大口径高纵深的白光干涉测量装置及方法。
技术介绍
1、对于物体表面形貌的测量通常会用到干涉测量的方法，而白光扫描干涉测量则是其中一种能实现对物体表面粗糙度以及物体表面形貌高度的测量方法。在传统的白光扫描干涉测量方案中，一方面由于使用了显微干涉物镜，其测量视场比较小，只能通过子孔径拼接的方法实现对大口径元件的表面测量，而这不仅会引入拼接误差，还限制了测量的速度。另一方面白光干涉仪通过扫描运动的方式实现参考光与测试光的光程匹配，产生白光干涉条纹并以此获取物体的表面形貌信息，但遇到高纵深的物体时，要想对到达物体表面各位置的测试光都能实现光程匹配，则需要长行程的位移装置扫描移动，而长行程的位移装置精度往往难以达到要求。因此对于大口径高纵深物体的测量迫切需要一种新的测量方法。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于针对目前现有技术存在的问题，提供一种大口径高纵深的白光干涉测量装置及方法。
2、实现本专利技术目的的技术解决方案为：一方面，提供了一种大口径高纵深的白光干涉测量装置，所述装置包括：
3、白光照明单元，用于产生测量所需的白光；
4、参考光路，用于产生干涉所需的参考光；
5、测试光路，用于产生包含待测物件信息的测试光；
6、干涉成像单元，用于接收白光干涉条纹信息，并对待测物体进行成像；
7、位移检测单元，用于检测白光干涉测量装置的扫描位置；
8、整体装置能沿竖直方
9、进一步地，所述装置还包括壳体，以及设置于壳体内的腔体，所述白光照明单元、参考光路、测试光路、干涉成像单元和位移检测单元位于所述腔体内。
10、进一步地，所述壳体内壁上安装位移装置，所述腔体安装在位移装置上，所述腔体及其内部的器件通过位移装置在竖直方向上进行同步整体推扫。
11、进一步地，所述位移装置包括驱动装置和导轨，所述导轨的轴向沿竖直方向；所述驱动装置驱动所述腔体及其内部的器件沿所述导轨上下运动，实现推扫。
12、进一步地，所述白光照明单元，包括沿竖直方向光轴依次设置的白光光源、第一汇聚镜和第二汇聚镜；
13、所述参考光路，包括分束镜，以及沿分束镜反射光方向设置的第一反射镜；所述分束镜沿所述竖直方向光轴设置，所述第一反射镜的反射光作为参考光；
14、所述测试光路，包括沿分束镜透射光方向设置的待测物体；所述透射光穿过设置于腔体和壳体上的通孔入射至待测物体表面；
15、所述干涉成像单元，包括沿参考光经分束镜透射光方向依次设置的双远心成像镜头和ccd相机；
16、所述位移检测单元，包括同轴设置的安装于腔体内壁上的动态干涉仪以及安装于壳体内壁上的第二反射镜。
17、进一步地，所述待测物体位于双远心成像镜头的工作距内，且景深覆盖待测物体纵深。
18、进一步地，所述动态干涉仪的检测方向与位移装置的位移方向相同。
19、另一方面，提供了一种大口径高纵深的白光干涉测量方法，所述方法包括：
20、步骤1，白光光源出射无偏振白光，经第一汇聚镜汇聚后，通过第二汇聚镜，获得白光照明光束；
21、步骤2，所述白光照明光束经分束镜分为透射光与反射光，其中反射光出射后经第一反射镜反射，再通过分束镜并透射而出形成参考光；所述透射光出射后，于待测物体表面反射，返回分束镜并反射而出形成测试光；
22、步骤3，参考光与测试光通过分束镜后，进入干涉成像单元，经双远心成像镜头后在ccd相机靶面位置发生干涉并成像，ccd相机接收并采集白光干涉条纹图；
23、步骤4，腔体及其内部器件通过位移装置进行竖直方向的整体推扫，在此过程中白光干涉成像单元对待测物体表面形貌不同高度位置进行干涉条纹成像，且位移检测单元对位移装置推扫距离进行高精度检测。
24、进一步地，所述方法还包括：
25、步骤5，根据步骤3获得的白光干涉条纹图，解算待测物体的相位分布，并通过相位分布解算出待测物体的表面形貌。
26、本专利技术与现有技术相比，其显著优点为：
27、1)以michelson干涉光路的形式构建白光干涉测量光路，解决传统白光干涉测量视场小的问题，单次测量口径高达50mm；2)以双远心成像镜头为核心构建干涉成像部分，通过双远心成像镜头放大倍率不随物距变化以及大景深的特点，在扫描过程中对物体保持清晰的、放大倍率固定的成像，实现对物体表面的高纵深扫描测量，垂直扫描纵深可达70mm；3)利用动态干涉仪对仪器竖直扫描位置进行检测，实现对高纵深物体测量时对扫描位置的准确定位，解决了长行程导轨扫描精度低的问题；4)本装置复杂度低，测量口径范围大，测量台阶行程长，测量速度快，实用性高。
28、下面结合附图对本专利技术作进一步详细描述。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种大口径高纵深的白光干涉测量装置，其特征在于，所述装置包括：
2.根据权利要求1所述的大口径高纵深的白光干涉测量装置，其特征在于，所述装置还包括壳体(18)，以及设置于壳体(18)内的腔体(17)，所述白光照明单元(11)、参考光路(12)、测试光路(13)、干涉成像单元(14)和位移检测单元(15)位于所述腔体(17)内。
3.根据权利要求2所述的大口径高纵深的白光干涉测量装置，其特征在于，所述壳体(18)内壁上安装位移装置(16)，所述腔体(17)安装在位移装置(16)上，所述腔体(17)及其内部的器件通过位移装置(16)在竖直方向上进行同步整体推扫。
4.根据权利要求3所述的大口径高纵深的白光干涉测量装置，其特征在于，所述位移装置(16)包括驱动装置和导轨，所述导轨的轴向沿竖直方向；所述驱动装置驱动所述腔体(17)及其内部的器件沿所述导轨上下运动，实现推扫。
5.根据权利要求1所述的大口径高纵深的白光干涉测量装置，其特征在于，所述白光照明单元(11)，包括沿竖直方向光轴依次设置的白光光源(1)、第一汇聚镜(2)和第二汇聚
6.根据权利要求5所述的大口径高纵深的白光干涉测量装置，其特征在于，所述待测物体(6)位于双远心成像镜头(7)的工作距内，且景深覆盖待测物体(6)纵深。
7.根据权利要求5所述的大口径高纵深的白光干涉测量装置，其特征在于，所述动态干涉仪(9)的检测方向与位移装置(16)的位移方向相同。
8.基于权利要求1至7任意一项所述装置的大口径高纵深的白光干涉测量方法，其特征在于，所述方法包括：
9.根据权利要求8所述的大口径高纵深的白光干涉测量方法，其特征在于，所述方法还包括：
...【技术特征摘要】
1.一种大口径高纵深的白光干涉测量装置，其特征在于，所述装置包括：
2.根据权利要求1所述的大口径高纵深的白光干涉测量装置，其特征在于，所述装置还包括壳体(18)，以及设置于壳体(18)内的腔体(17)，所述白光照明单元(11)、参考光路(12)、测试光路(13)、干涉成像单元(14)和位移检测单元(15)位于所述腔体(17)内。
3.根据权利要求2所述的大口径高纵深的白光干涉测量装置，其特征在于，所述壳体(18)内壁上安装位移装置(16)，所述腔体(17)安装在位移装置(16)上，所述腔体(17)及其内部的器件通过位移装置(16)在竖直方向上进行同步整体推扫。
4.根据权利要求3所述的大口径高纵深的白光干涉测量装置，其特征在于，所述位移装置(16)包括驱动装置和导轨，所述导轨的轴向沿竖直方向；所述驱动装置驱动所述腔体...
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