[發明專利]一種光學元件面形誤差的高精度測試裝置及方法

有效

• 申請號: 201210080275.1
• 申請日: 2012-03-23
• 公開（公告）號: CN102607461A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發明（設計）人: 馬冬梅;邵晶
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
• 主分類號: G01B11/24
• 分類號: G01B11/24
• 代理公司: 長春菁華專利商標代理事務所 22210
• 代理人: 陶尊新

1.一種光學元件面形誤差的高精度測試裝置，該裝置包括探測裝置(1)、照明系統(2)、可轉動的小孔板(3)和待測光學元件(4)；其特征是，所述可轉動的小孔板(3)上設置有小孔(5)、中心孔(6)和方孔(7)；可轉動的小孔板(3)以中心孔(6)為圓心轉動；小孔(5)到中心孔(6)的距離與方孔(7)到中心孔(6)的距離相等，所述中心孔(6)的直徑為其中NA為待測光學元件(4)的數值孔徑；λ為照明系統(2)發出光束的波長，照明系統(2)發出的光束經過可轉動的小孔板(3)的中心孔(6)后產生理想測試光束，光束經過待測光學元件(4)反射會聚后穿過可轉動的小孔板(3)上的小孔(5)或者方孔(7)后，被探測裝置(1)采集。

2.根據權利要求1所述的一種光學元件面形誤差的高精度測試裝置，其特征在于，所述探測裝置(1)由顯微物鏡(8)、精密軸向微調導軌(9)、適配鏡頭(10)、CCD探測器(11)和精密五維調整機構(12)組成；所述顯微物鏡(8)和適配鏡頭(10)組成光學放大系統，將星點圖像成像在CCD探測器(11)上，顯微物鏡(8)、適配鏡頭(10)和CCD探測器(11)安裝在精密軸向微調導軌(9)上，所述精密軸向微調導軌(9)安裝在精密五維調整機構(12)上。

3.根據權利要求1所述的一種光學元件面形誤差的高精度測試裝置，其特征在于，所述照明系統(2)由偏振分光棱鏡(13)、第一二分之一波片(14)、第二二分之一波片(15)、光度計(16)和照明物鏡(17)組成；照明系統(2)發出的光束經偏振分光棱鏡(13)分為兩束，一束光經反射至第二二分之一波片(15)被光度計(16)采集，另一束光透射至第一二分之一波片(14)和照明物鏡(17)匯聚到可轉動的小孔板的中心孔(6)。

4.一種光學元件面形誤差的高精度測試方法，其特征是，該方法由以下步驟實現：

步驟一、將探測裝置(1)對準可轉動的小孔板上的小孔(5)，照明系統(2)發出的光束經過可轉動的小孔板的中心孔(6)后產生理想測試光束，光束經過待測光學元件(4)反射會聚后，穿過可轉動的小孔板(3)上的小孔(5)，被探測裝置(1)采集；通過前后移動探測裝置(1)中的精密軸向微調導軌(9)，獲得由小孔(5)衍射的不同離焦星點圖像；

步驟二、計算探測裝置(1)的光學波前誤差；

步驟三、將步驟一所述的探測裝置(1)對準可轉動的小孔板(3)的方孔(6)，照明系統(2)發出的光束經過可轉動的小孔板(3)的中心孔(6)后產生理想測試光束，光束經過待測光學元件(4)反射會聚后，穿過可轉動的小孔板(3)上的方孔(7)，被探測裝置(1)采集；通過前后移動探測裝置(1)中精密軸向微調導軌(9)，獲得待測光學元件(4)不同的離焦星點圖像；

步驟四、計算探測裝置(1)和待測光學元件(4)的光學波前誤差，然后將所述光學波前誤差減去所述步驟二所述探測裝置(1)的光學波前誤差，獲得待測光學元件(4)的面形誤差。