[發明專利]軸錐鏡面形和錐角的檢測方法

有效

• 申請號: 201310180723.X
• 申請日: 2013-05-16
• 公開（公告）號: CN103278105A
• 公開（公告）日: 2013-09-04
• 發明（設計）人: 袁喬;曾愛軍;張善華;黃惠杰
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海光學精密機械研究所
• 主分類號: G01B11/24
• 分類號: G01B11/24;G01B11/26
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 張澤純

技術領域

本發明涉及光學檢測領域，特別是一種軸錐鏡面形和錐角的檢測方法。

技術背景

軸錐鏡作為一個旋轉對稱角錐形光學元件，它可以為光學系統提供一個長焦深，由于這一優點使得它在許多領域被廣泛使用，諸如成像光學系統、光學測試、激光加工、激光束整形、激光諧振腔、非衍射光束的產生等方面，且在光刻照明中利用軸錐鏡可以實現環形照明模式。這就對軸錐鏡的制作精度提出了嚴格的要求，軸錐鏡的制作需要精確的測量方法。

在先技術[1](David?Kupka,Philip?Schlup,and?Randy?A.Bartels,“Self-referenced?interferometry?for?the?characterization?of?axicon?lens?quality”,Appl.Opt.47(9):1200-1205(2008).)用于軸錐鏡特性測量的一個簡單的干涉儀。通過被測軸錐鏡的光波與共線的參考光波發生干涉，利用產生的柱形對稱自參考干涉圖案獲得被測軸錐鏡面形的畸變。此方法需要利用反射鏡的旋轉來調整參考光束相對于測量光束的傾斜，使它們發生干涉，從中解出軸錐鏡的面形信息，同時該方法只能測大錐角軸錐鏡的面形。

在先技術[2](Jun?Ma,Christof?Pruss,Matthias,et?al.“Axicon?metrology?using?high?line?density?computer-generated?Holograms”,Proc.SPIE.8082,1-11(2011).)借助于干涉儀的零位測試，利用一個零位光學元件——計算全息圖對軸錐鏡的錐角和面形誤差給出高精度的系統評估。此方法首先需要對干涉儀進行校準，其次需要把待測軸錐鏡進行軸向移動以及圓周旋轉。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的不足，提供一種軸錐鏡面形和錐角的檢測方法。該方法操作簡單，易于實現任意角度的軸錐鏡的面形和錐角的測量。

本發明的技術解決方案：

一種軸錐鏡面形和錐角的檢測方法，其特點在于，該方法包括如下步驟：

①在短相干光源干涉儀輸出的平行光束方向依次置入平面標準鏡、待測軸錐鏡和標準平面反射鏡，所述的待測軸錐鏡的平面朝向短相干光源干涉儀的出光方向；

②調整光路：調整所述的平面標準鏡的平行平面與所述的平行光束垂直；調整所述的待測軸錐鏡的平面與所述的平行光束垂直，同時保證所述的待測軸錐鏡的中軸與所述的短相干光源干涉儀出射光束的中軸重合；調整所述的標準平面反射鏡，使所述的標準平面反射鏡的平行平面與所述的平行光束垂直；

③所述的短相干光源干涉儀出射的光束經所述的平面標準鏡形成平行的測量光束，經所述的平面標準鏡返回的光束稱為參考光束；所述的測量光束透過所述的待測軸錐鏡，然后經所述的標準平面反射鏡反射，調節所述的短相干光源干涉儀的相干長度，使得由標準平面反射鏡反射回去的測量光束與由所述的平面標準鏡返回的參考光束發生干涉，而不引入所述的待測軸錐鏡的平面對干涉條紋的影響；

④調整所述的待測軸錐鏡和所述的標準平面反射鏡之間的距離，調整所述的待測軸錐鏡與所述的標準平面反射鏡之間的距離L應滿足以下公式，

L<2Φ1-n2sin2θsin2θ(ncosθ-1-n2sin2θ)+b]]>