干涉测量光学材料均匀性的方法技术

一种干涉测量光学材料均匀性的方法，将光学材料加工成前后表面具有一定的夹角α的样品，利用干涉仪通过五次波面测量，然后计算得到样品的光学均匀性，为绝对测量结果。特别适合于待测元件超过干涉仪测试口径的大口径元件测量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光学 材料均匀性，特别是一种，主要用于光学材料均匀性的测量，适用于一般数字干涉仪，特别适合于测量尺寸超过干涉仪测试口径的待测元件。
技术介绍
光学均匀性的定义是同一光学材料中各点折射率的不一致性，也称为折射率非均匀性，通常以材料最大折射率和最小折射率的差值来表示。在许多光学应用领域，采用几百毫米量级的大尺寸光学元件，对材料的要求较高，需要测试光学均匀性。在先技术包括定性测量和定量测量，定量测量又分为一般测量和绝对测量，一般测量是指测试结果包含样品抛光波面误差或贴置板波面误差及测试仪器标准镜波面误差等。绝对测量是指测试结果去除样品抛光波面误差或贴置板波面误差及测试仪器标准镜波面误差。本专利技术是一种绝对测量的定量测量方法。在先技术[I](参见GBT 7962. 2-1987无色光学玻璃测试方法光学均匀性平行光管测试方法)中所描述的测试方法采用一对平行光管装置，其一作为准直管，其二作为望远镜，用分辨率法和星点法确定玻璃的均匀性，是一种定性测量方法，不能给出定量结果。在先技术[2](参见GBT 7962. 2-2010无色光学玻璃测试方法光学均匀性斐索平面干涉法)中所描述的测试方法采用斐索平面干涉仪测量无色光学玻璃的光学均匀性，是一种定量测量方法。样品垂直地放置在干涉仪的测试光路中，通过样品的透射波面的波峰-波谷值除以样品厚度，即为光学均匀性。测试结果中包含样品前后表面波面误差和干涉仪的两个标准镜组成的空腔波面误差，是一般测量方法。在先技术[3](参见GBT 7962. 3-2010无色光学玻璃测试方法光学均匀性全息干涉法)中所描述的测试方法是利用全息差分干涉原理，将反射干涉条纹和透射干涉条纹两组条纹记录在一张全息图上，从全息图的再现波面，求得折射率变化和厚度变化的数值。是一种绝对测量的定量测量方法。但是要求样品放置垂直放置在测试光路中，待测元件的口径不能超过干涉仪口径。在先技术[4](参见Johannes Schwider, R. Burow, K. -E. Elssner,R. Spolaczyk, and J.Grzanna,“Homogeneity testing by phase samplinginterferometry”，APPLIED OPTICS, Vol. 24, No. 18，p3059，1985)中所描述的测量方法是利用干涉仪测量材料的光学均匀性，将样品垂直放置在干涉仪的测试光路中，测量样品前表面波面误差，透过材料的后表面波前误差和透过材料的标准反射镜波面误差，然后取出样品测量干涉仪的两个标准镜组成的空腔波面误差。将四次测量的结果通过公式计算得到光学均匀性。是一种绝对测量的定量测量方法。但是要求样品放置垂直放置在测试光路中，待测元件的口径不能超过干涉仪口径
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于克服上述已有技术困难，提供一种，通过五次波面测量，计算得到样品的光学均匀性。特别适合于待测元件超过干涉仪测试口径的大口径元件测量。本专利技术的技术解决方案如下一种，其特点在于该方法包括下列步骤①将待测的光学材料加工成样品，该样品的前后表面具有一定的夹角α，样品的前后表面的面形应符合干涉测量要求，一般波面误差不大于3. 3微米，满足如下条件，使前后表面的反射光分开本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种干涉测量光学材料均匀性的方法，采用干涉仪测量光学材料均匀性，其特征在于该方法包括下列步骤：①将待测的光学材料加工成样品（3），该样品的前后表面具有一定的夹角α，样品的前后表面的面形应符合干涉测量要求，一般波面误差不大于3.3微米，满足如下条件，使前后表面的反射光分开：(2n2-sin2θcosθ)α>δ其中δ为干涉仪的分辨角度，n为样品平均折射率，θ为入射角。②调整干涉仪的标准透射镜（1）和标准反射镜（2）平行，启动干涉仪，测量干涉仪的标准反射镜（2）的波面误差C(x，y)；③在所述的标准透射镜（1）和标准反射镜（2）之间放入所述的样品（3），干涉仪出射光束对样品（3）的入射角为θ，定义样品表面法线转动到入射光束时逆时针为正，再测量透过样品的标准反射镜（2）的波面误差为T1(x,y)；④重新放置所述的样品（3），该样品的位置与第③步中样品（3）的位置关于干涉仪光轴对称，即干涉仪出射光束对样品（3）的入射角为？θ，再测量透过样品的标准反射镜2的波面误差为T2(x,y)；⑤移动所述的标准反射镜（2），使所述的标准反射镜（2）与所述的样品（3）的前表面的反射光垂直，测量经样品的前表面反射的标准反射镜（2）的波面误差为A(x,y)；⑥调整所述的标准反射镜（2），使所述的标准反射镜（2）与透过样品的后表面的反射光垂直，测量透过样品经过样品后表面反射的标准反射镜（2）的波面误差为B(x,y)；⑦数据处理：计算样品前表面的面形分布Za(x,y)：Za(x,y)=A(x,y)-C(x,y)4cosθ;计算Za(x+Δx,y)：将Za(x,y)水平移位Δx＝2t·tgθ′·cosθ；计算样品后表面的面形分布Zb(x,y)：Zb(x,y)=B(x,y)+C(x,y)-T1(x,y)-T2(x,y)-2[Za(x,y)-Za(x+Δx,y)](ncosθ′-cosθ)4cosθ计算θ方向均匀性分布Δn+(x,y)：Δn+(x,y)=T1(x,y)-C(x,y)-2[Za(x,y)+Zb(x,y)](ncosθ′-cosθ)2tcosθ′计算？θ方向均匀性分布Δn？(x,y)：Δn？(x,y)＝Δn+(x,y)？T1(x,y)+T2(x,y)计算折射率均匀性Δn：Δn=(Δn+)PV+(Δn-)PV2;其中n为样品平均折射率，t为样品厚度，θ为入射角，θ′为折射入样品中的折射角，以上在测量时为已知量。FDA00002288938700023.jpg...

【技术特征摘要】
1.一种干涉测量光学材料均匀性的方法，采用干涉仪测量光学材料均匀性，其特征在于该方法包括下列步骤 ①将待测的光学材料加工成样品(3),该样品的前后表面具有一定的夹角α,样品的前后表面...

【专利技术属性】
技术研发人员：栾竹，刘世杰，吴福林，成倩，白云波，
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：