[發明專利]自準直式差動共焦透鏡焦距測量方法

有效

• 申請號: 201210011997.1
• 申請日: 2012-01-16
• 公開（公告）號: CN102589853A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 趙維謙;楊佳苗;邱麗榮;吳華玲;李佳
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: G01M11/02
• 分類號: G01M11/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.自準直式差動共焦透鏡焦距測量方法，其特征在于：

(a)打開點光源，其發出的光經分光鏡、準直透鏡后形成平行光束，該平行光束經會聚透鏡會聚后形成測量光束照射在被測透鏡上；輔助平面反射鏡放置于被測透鏡后方，透過被測透鏡的光束被輔助平面反射鏡反射；反射回來的光經被測透鏡、會聚透鏡和準直透鏡后由分光鏡反射進入差動共焦測量系統；

(b)被測透鏡與輔助平面反射鏡組成被測系統，移動被測系統能使被測透鏡和輔助平面反射鏡同時沿光軸方向移動；調整被測透鏡，使其與測量光束共光軸，調整輔助平面反射鏡，使其表面與測量光束光軸相垂直；

(c)沿光軸方向移動被測系統，使測量光束的聚焦焦點與被測透鏡焦點接近；當測量光束聚焦焦點與被測透鏡的焦點重合時，測量光束經被測透鏡準直后再次形成平行光束照射在輔助平面反射鏡上，輔助平面反射鏡將照射在其表面上的光束沿原光路反射折回；在該位置附近掃描被測系統，由差動共焦測量系統測得差動共焦響應曲線，通過差動共焦響應曲線的零點來確定測量光束的聚焦焦點與被測透鏡焦點相重合，進而精確確定被測透鏡的焦點位置，記錄此時被測系統的位置z₁；

(d)繼續沿光軸方向移動被測系統，使測量光束聚焦于被測透鏡表面附近；在該位置附近掃描被測系統，由差動共焦測量系統測得差動共焦響應曲線，通過差動共焦響應曲線的零點來確定測量光束的聚焦焦點與被測透鏡表面相重合，進而精確確定被測透鏡表面頂點位置，記錄此時被測系統的位置z₂；

(e)根據上述兩次定焦得到的被測系統位置z₁、z₂，即可得到被測透鏡的頂焦距l_F′＝|z₁-z₂|。

2.根據權利要求1所述的自準直式差動共焦透鏡焦距測量方法，其特征在于：根據被測透鏡前表面曲率半徑r₁、后表面曲率半徑r₂、折射率n和厚度b，可間接測得被測透鏡的焦距：

3.根據權利要求1或2所述的自準直式差動共焦透鏡焦距測量方法，其特征在于：在光路中增加環形光瞳對測量光束進行調制，形成環形光束，降低定焦時波相差對測量光束的影響，提高定焦精度。

4.根據權利要求1或2所述的自準直式差動共焦透鏡焦距測量方法，其特征在于：在測量光束中增加焦深壓縮光學系統，使其與差動共焦測量系統配合工作，提高定焦靈敏度。?

5.根據權利要求1或2所述的自準直式差動共焦透鏡焦距測量方法，其特征在于：對點光源發出的光進行光強調制，由差動共焦測量系統中的光強傳感器探測得到受調制的差動共焦響應信號，將該調制信號解調后得到差動共焦響應曲線，從而提高系統的定焦靈敏度。?