[發(fā)明專利]離軸拋物面鏡焦距的檢測裝置與檢測方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410620690.0
• 申請日: 2014-11-06
• 公開（公告）號: CN104359655A
• 公開（公告）日: 2015-02-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 施麗敏
• 申請（專利權(quán)）人: 上?，F(xiàn)代先進超精密制造中心有限公司
• 主分類號: G01M11/02
• 分類號: G01M11/02
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 張寧展

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光學(xué)檢測技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種基于斐索干涉儀的離軸拋物面鏡焦距的檢測裝置與檢測方法。

背景技術(shù)

光學(xué)元件的傳統(tǒng)檢測方法與技術(shù)已沿用了數(shù)十年。光學(xué)檢測涉及被測元件材料、口徑、種類以及測試技術(shù)、儀器和設(shè)備等。被測元件的種類繁多，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)檢測中常用的主要儀器可分為干涉儀類、表面輪廓儀類、MTF測試儀類、精密球徑儀類、焦距與偏心測試儀器類及其它儀器等。

國內(nèi)外都在研制和發(fā)展各自的先進儀器。國內(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；進口以美國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Maxim?3D?5700到現(xiàn)代最新的Zemapper?System等；英國Tayloy-Hobson觸針式輪廓儀；滿足實際需求的三坐標(biāo)測量儀、4D干涉儀等。

然而，在光學(xué)檢測儀器和技術(shù)應(yīng)用上，仍存在很多問題和不足。目前，尚未有關(guān)于離軸拋物面焦距快速檢測的方法或裝置?，F(xiàn)有檢測儀器如Zygo干涉儀、牛頓干涉儀、4D干涉儀、Tayloy-Hobson等均無法直接檢測離軸拋物面焦距。

申請人于2013年申請的專利“一種離軸橢球面鏡的檢測裝置及其檢測方法”(申請?zhí)枺?01310422011.4)中記載的是一種用于檢測離軸橢球面的面型的裝置，無法實現(xiàn)對離軸拋物面鏡的焦距測量。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是以克服目前對離軸拋物面焦距進行檢測的困難，提供一種基于斐索干涉儀和三坐標(biāo)測量機的離軸拋物面焦距的檢測裝置及其檢測方法，通過引進輔助圓柱和把被測離軸拋物面鏡、調(diào)節(jié)裝置一種固定在承托固定板后，通過三坐標(biāo)機實現(xiàn)測離軸拋物面鏡的焦距。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下：

一種離軸拋物面鏡焦距的檢測裝置，其特點在于，該裝置由斐索干涉儀及其標(biāo)準(zhǔn)平面鏡、五維調(diào)整架、補償小球及其三維調(diào)整架、輔助圓柱、承托固定底板和三坐標(biāo)測量機組成；

所述的標(biāo)準(zhǔn)平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)整架的頂面固定有一基座，在該基座一端固定有待測離軸拋物面鏡，另一端設(shè)有與該待測離軸拋物面鏡具有同一曲面的輔助圓柱；

所述的五維調(diào)整架、補償小球及其三維調(diào)整架固定在承托固定底板上，所述的斐索干涉儀位于所述的基座擺放待測離軸拋物面鏡的正上方。

所述的輔助圓柱的直徑為5-15mm。

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。

所述的待測離軸拋物面鏡為凹面鏡。

一種利用所述的離軸拋物面鏡焦距的檢測裝置檢測待測離軸拋物面鏡焦距的方法，其特點在于，該方法包括下列步驟：

①根據(jù)待測離軸拋物面鏡的尺寸，選擇合適的標(biāo)準(zhǔn)平面鏡安裝到所述的斐索干涉儀上，標(biāo)準(zhǔn)平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離軸拋物面鏡上；

②將待測離軸拋物面鏡和輔助圓柱固定在五維調(diào)整架上；

③將五維調(diào)整架、補償小球及其三維調(diào)整架粗略固定在承托固定底板上，使補償小球的球心到輔助圓柱的表面中心點的距離與待測離軸拋物面鏡的理論焦距相等；

④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離軸拋物面鏡；

調(diào)整五維調(diào)整架的高度，使斐索干涉儀發(fā)出的光束的中心高度和待測離軸拋物面鏡與光路垂直方向的中心高度一致；

⑤通過對三維調(diào)整架、五維調(diào)整架的調(diào)整使補償小球的球心置于待測離軸拋物面鏡的焦點的位置上；

⑥所述的斐索干涉儀上即得到待測離軸拋物面鏡的面型；

⑦將承托固定底板及其上面固定的待測離軸拋物面鏡、五維調(diào)整架、補償小球與三維調(diào)整架整體放在三坐標(biāo)測量機，測量得到的待測離軸拋物面鏡的頂點到補償小球的球心距離即待測離軸拋物面鏡的實際焦距。

所述的待測離軸拋物面鏡和輔助圓柱的加工方法如下：