[發(fā)明專利]一種離軸橢球面鏡的檢測(cè)裝置及其檢測(cè)方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310422011.4
• 申請(qǐng)日: 2013-09-16
• 公開（公告）號(hào): CN103438831A
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 施麗敏;趙劍敏;顧亞平;魏向榮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海現(xiàn)代先進(jìn)超精密制造中心有限公司
• 主分類號(hào): G01B11/24
• 分類號(hào): G01B11/24
• 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(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光學(xué)檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種基于斐索干涉儀的離軸橢球面鏡的檢測(cè)裝置及其檢測(cè)方法。

背景技術(shù)

光學(xué)元件的傳統(tǒng)檢測(cè)方法與技術(shù)已沿用了數(shù)十年。光學(xué)檢測(cè)涉及被測(cè)元件材料、口徑、種類以及測(cè)試技術(shù)、儀器和設(shè)備等。被測(cè)元件的種類繁多，包括有平行平板、球面、非球面、自由曲面、衍射光柵、錐鏡、柱面透鏡等，非球面中有特殊的非球面如拋物面、橢球面、雙曲面和除此以外的其它非球面。光學(xué)檢測(cè)中常用的主要儀器可分為干涉儀類、表面輪廓儀類、MTF測(cè)試儀類、精密球徑儀類、焦距與偏心測(cè)試儀器類及其它儀器等。

國(guó)內(nèi)外都在研制和發(fā)展各自的先進(jìn)儀器。國(guó)內(nèi)以南京理工大學(xué)和成都太科公司為代表的干涉儀制造廠家，各類數(shù)字式干涉儀的產(chǎn)品口徑有Φ25mm～Φ600mm；進(jìn)口以美國(guó)Zygo公司為代表的從口徑4″～32″的各類干涉儀；Zygo公司以3D干涉顯微鏡為基本原理發(fā)展的非接觸式表面輪廓儀，從早期的Maxim3D5700到現(xiàn)代最新的Zemapper?System等；英國(guó)Tayloy-Hobson觸針式輪廓儀；滿足實(shí)際需求的三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x、4D干涉儀等。

然而，在光學(xué)檢測(cè)儀器和技術(shù)應(yīng)用上，仍存在很多問題和不足。目前，尚未有關(guān)于離軸橢球面快速檢測(cè)的方法或裝置。現(xiàn)有檢測(cè)儀器如Zygo干涉儀、牛頓干涉儀、4D干涉儀、Tayloy-Hobson等均無法直接檢測(cè)離軸橢球面。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是以克服目前對(duì)離軸橢球面進(jìn)行檢測(cè)的調(diào)整困難，提供一種基于斐索干涉儀的離軸橢球面檢測(cè)裝置及其檢測(cè)方法。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下：

一種離軸橢球面鏡的檢測(cè)裝置，其特點(diǎn)在于，該裝置由斐索干涉儀及其標(biāo)準(zhǔn)球面鏡、五維調(diào)整架、補(bǔ)償小球及其三維調(diào)整架組成，標(biāo)準(zhǔn)球面鏡是所述的斐索干涉儀的光束輸出窗口，所述的五維調(diào)整架的頂面固定一基座，在該基座的一端固定所述的三維調(diào)整架，另一端供待測(cè)離軸橢球面鏡擺放，所述的斐索干涉儀位于所述的基座擺放待測(cè)離軸橢球面鏡的正上方。

所述的三維調(diào)整架具有X、Y、Z三維，所述的五維調(diào)整架具有X、Y、Z、Tip&Tilt五維。

所述的待測(cè)離軸橢球面鏡為凹面鏡。

一種利用所述的離軸橢球面鏡的檢測(cè)裝置檢測(cè)待測(cè)離軸橢球面鏡的方法，其特點(diǎn)在于，該方法包括下列步驟：

①根據(jù)待測(cè)離軸橢球面鏡的設(shè)計(jì)尺寸，按照?qǐng)D6中所示，計(jì)算θ1，θ1可根據(jù)已知的L1、L2、L3由三角公式求得；θ₀可根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)球面鏡的已知參數(shù)R0和D0求得。根據(jù)θ₁≤θ₀的原則選擇選擇最接近于θ₁所對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)球面鏡安裝到所述的斐索干涉儀上，標(biāo)準(zhǔn)球面鏡的選擇以最大限度利用斐索干涉儀的出射光能，即確保斐索干涉儀的出射光全部照射在該待測(cè)離軸橢球面鏡上；

②將待測(cè)離軸橢球面鏡固定在基座上，調(diào)整五維調(diào)整架使基座的上表面處于水平，開啟所述的斐索干涉儀，該斐索干涉儀發(fā)出的光束經(jīng)所述的標(biāo)準(zhǔn)球面鏡全部照射在基座上的待測(cè)離軸橢球面鏡；

③調(diào)整五維調(diào)整架的高度，使斐索干涉儀發(fā)出的光束經(jīng)所述的待測(cè)離軸橢球面鏡后聚焦，該焦點(diǎn)即為待測(cè)離軸橢球面鏡的焦點(diǎn)F2，此時(shí)所述的斐索干涉儀輸出的球面波的焦點(diǎn)位于待測(cè)離軸橢球面鏡的另一個(gè)焦點(diǎn)F1；

④通過對(duì)三維調(diào)整架的調(diào)整使補(bǔ)償小球置于待測(cè)離軸橢球面鏡的焦點(diǎn)F2的位置上；

⑤所述的斐索干涉儀即得到待測(cè)離軸橢球面鏡的面型。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是能夠快速定位被測(cè)離軸橢球面，提高檢測(cè)離軸橢球面的效率，從而提高了生產(chǎn)效率，降低了檢測(cè)成本。

附圖說明

圖1是本發(fā)明離軸橢球面鏡的檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明離軸橢球面鏡的檢測(cè)裝置的光路圖。

圖3是補(bǔ)償小球及其三維調(diào)整架和待測(cè)離軸橢球面鏡的正視圖。

圖4是五維調(diào)整架的側(cè)視圖。

圖5是被測(cè)離軸橢球面的三視圖，（a）為正視圖，（b）為右視圖，（c）為俯視圖。

圖6是選擇標(biāo)準(zhǔn)球面鏡的計(jì)算示意圖。