[發明專利]基于白光干涉的光學玻璃均勻性檢測方法及裝置

有效

• 申請號: 201310419697.1
• 申請日: 2013-09-16
• 公開（公告）號: CN103454249A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 陳磊;李金鵬;陳悅;宋倩;宋樂;周舒
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: G01N21/45
• 分類號: G01N21/45
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 朱顯國

1.一種基于白光干涉的光學玻璃均勻性檢測方法，其特征在于：使用白光干涉儀測量待測光學玻璃引入的光程差變化量，并采用雙頻激光回饋位移測量系統測量待測光學玻璃的厚度偏差，結合這兩個測量數據檢測待測光學玻璃的均勻性，具體步驟如下：

步驟1、標定白光干涉儀：使用單色LED和兩片相同的補償鏡對白光干涉儀進行標定，得到光程差與條紋偏移量的比例系數C，將單色LED換成白光光源，將中心條紋調節到刻度零位x₀；

步驟2、獲取待測光學玻璃引入的光程差變化量：將白光干涉儀測試光路中的補償鏡替換為待測光學玻璃后，根據白光干涉儀中心條紋的偏移量Δx得到待測光學玻璃被測位置引入的光程差Λ，并使用雙頻激光回饋位移測量系統測得待測光學玻璃同一被測位置的厚度偏差Δd；

步驟3、確定待測光學玻璃被測位置的折射率偏差：通過同一被測位置白光干涉儀獲得的光程差Λ和位移測量系統獲得的厚度偏差Δd，確定待測光學玻璃該被測位置的折射率偏差Δn_e；

步驟4、改變待測光學玻璃的被測位置，重復步驟2～3，直至掃描整個待測光學玻璃，完成待測光學玻璃的均勻性檢測。

2.根據權利要求1所述的基于白光干涉的光學玻璃均勻性檢測方法，其特征在于：步驟2所述根據白光干涉儀中心條紋的偏移量得到待測光學玻璃被測位置引入的光程差Λ，具體公式如下：

Λ＝Δx·C

其中，C是步驟1標定得到的光程差與條紋偏移量的比例系數，Δx為步驟2白光干涉儀中心條紋位置x₁相對于刻度零位x₀的偏移量，即Δx＝x₁-x₀。

3.根據權利要求1所述的基于白光干涉的光學玻璃均勻性檢測方法，其特征在于：步驟3所述確定待測光學玻璃該被測位置的折射率偏差Δn_e，公式如下：

Δne=Λd+Δd-ne]]>

其中，d為待測光學玻璃的參考厚度，n_e為白光光源通過待測光學玻璃的折射率。

4.一種基于白光干涉的光學玻璃均勻性檢測裝置，其特征在于：包括白光干涉儀和兩個雙頻激光回饋位移測量系統；所述白光干涉儀采用邁克爾遜干涉儀結構，包括沿光路方向依次共軸設置的光源（1）、準直物鏡（2）、分光鏡（3）、第一補償鏡（4）、第一反射鏡（5）、待測光學玻璃（6）、第二反射鏡（7）、成像物鏡（8）、CCD（9）、信號處理系統（10），其中光源（1）位于準直物鏡（2）的焦點位置，第一補償鏡（4）、第一反射鏡（5）、待測光學玻璃（6）、第二反射鏡（7）分別與各自的光軸正交，信號處理系統（10）與CCD（9）相連，所有光學元件相對于基底同軸等高，即相對于光學平臺或儀器底座同軸等高；所述兩個雙頻激光回饋位移測量系統同軸相向設置于待測光學玻璃（6）的兩側，且兩個雙頻激光回饋位移測量系統的發射光均垂直入射于待測光學玻璃（6）表面。

5.根據權利要求4所述的基于白光干涉的光學玻璃均勻性檢測裝置，其特征在于：所述白光干涉儀的光路走向為：從光源（1）出射的白光經過準直物鏡（2），以平行光的形式入射到分光鏡（3）；分光鏡（3）把光路分成互相垂直的兩束光路：入射到第一補償鏡（4）后經第一反射鏡（5）反射回到分光鏡（3）的一路光稱為參考光路，入射到待測光學玻璃（6）后經第二反射鏡（7）反射回到分光鏡（3）的一路光稱為測試光路；由分光鏡（3）反射的測試光和由分光鏡（3）透射的參考光經成像物鏡（8）匯聚在CCD（9）的靶面上并發生干涉。

6.根據權利要求4所述的基于白光干涉的光學玻璃均勻性檢測裝置，其特征在于：所述的兩個雙頻激光回饋位移測量系統和白光干涉儀為連動結構，將兩個雙頻激光回饋位移測量系統和白光干涉儀結合為一體式結構進行移動掃描。