[實用新型]一種用于物鏡成像系統的波像差高精度測量裝置

有效

• 申請號: 201420518689.2
• 申請日: 2014-09-10
• 公開（公告）號: CN204165736U
• 公開（公告）日: 2015-02-18
• 發明（設計）人: 盧云君;唐鋒;王向朝
• 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: 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: 張澤純;張寧展

技術領域

本實用新型涉及光學測量技術領域，具體是一種物鏡成像系統的波像差高精度測量裝置，特別是一種對于光源可以更換、測量裝置里可以根據需要添加輔助光學器件的波像差高精度測量裝置。?

背景技術

波像差測量常用于自適應光學、光學檢測評價等領域。尤其在光學系統裝調和物鏡成像質量的評價中，波像差的測量是一個重要手段。?

采用哈特曼傳感器或剪切干涉儀是一種廣泛使用的波像差測量裝置。傳統的哈特曼波前傳感器由微透鏡陣列、轉接鏡頭、光電探測器和數據處理軟件構成。入射光通過微透鏡陣列和轉接鏡頭，使光束轉換成像至光電探測器，由光電探測器輸出數據至數據處理軟件，最后通過一定的算法還原光學系統的光學波前。如中國專利申請公開說明書(申請號98112210.8，公開號CN1245904A)公開的一種哈特曼波前傳感器。目前圍繞如何提高波前傳感器的測量精度，也提出了許多方法，如中國專利申請公開說明書(申請號02123756.5，公開號CN1212508C)提出的一種動態范圍和測量精度可調的哈特曼波前傳感器，以及中國專利申請公開說明書(申請號201210198965.7，公開號CN102735348A)提出的一種基于哈特曼波前傳感器的波前測量方法。但是這些方法都是圍繞如何提高波前傳感器本身的檢測精度，無法消除波前測量系統中系統誤差。?

對于物鏡波像差的測量，采用波前傳感器所測量的波像差是入射至波前傳感器之前的整個光學系統的波像差，這其中除了物鏡的波像差以外，還包含了光源本身所攜帶的波像差、光學系統中輔助的光學元件的波像差以及轉接鏡頭的波像差。由于這些系統誤差的存在，導致波前傳感器檢測物鏡波像差的精度大大降低。本實用新型針對采用波前傳感器進行物鏡波像差測量，提供一種可以進行系統誤差標定、且誤差標定過程方便的物鏡成像系統的波像差測量裝置，降低了測量系統對光源和輔助光學元件的要求，因而可以降低檢測系統的成本，并提高物鏡波?像差測量精度。?

發明內容

本實用新型的目的是提供一種裝置簡單、裝調方便的非干涉方法來實現物鏡成像系統的波像差的高精度檢測。本測量裝置對光源理論上沒有要求，一般的光源都可以滿足要求。同時，本測量裝置的系統誤差測量過程簡單、易于實現，使得測量精度可以達到波前傳感器測量精度的極限。?

為了達到上述目的，本實用新型所采用的技術方案為：?

一種物鏡成像系統的波像差檢測裝置，其特點在于，包含：光源、沿該光源發出光方向依次放置的準直鏡、分光鏡、聚焦鏡和標準球面反射鏡，以及數據處理單元、與該數據處理單元分別連接的波前傳感器、第一精密調整臺和第二精密調整臺；?

所述的光源發出的光經過所述的準直鏡成為平行光后入射到所述的分光鏡，由分光鏡反射后經所述的聚焦鏡入射至所述的標準球面反射鏡后沿原路返回至分光鏡，一部分光透過所述的分光鏡被所述的波前傳感器接收，由所述的數據處理單元處理；?

所述的第一精密調整臺具有五個調節自由度，用于調節待測物鏡成像系統的位置和方向，所述的第二精密調整臺具有三個調節自由度，用于調節所述的標準球面反射鏡的位置和方向。?

所述待測物鏡成像系統是單個成像透鏡或由多個光學器件組合的成像系統。?

所述的波前傳感器是由微透鏡陣列和CCD的組合式的哈特曼傳感器，或者是基于剪切干涉原理的剪切干涉儀。?

所述的標準球面反射鏡的面形誤差要低于所述的波前傳感器的檢測精度。?

所述的波前傳感器放置所述的分光鏡的反射光一側，且與其同光軸?

本實用新型的優點在于，不需要標準的點光源或球面波作為參考，測量裝置的系統誤差可以通過標定的方式去除，且標定方案簡單。通過兩個精密調節臺對位置進行控制，使系統整體結構簡單，裝調方便，尤其只需要調整一個小的標準球面反射鏡即可實現系統誤差的高精度標定，可以有效的校正測量裝置中輔助光?學器件產生的波像差、光源和探測器測量引入的波像差，以及光路系統的裝調誤差。在此系統的基礎上，可根據實際需要添加輔助光學元件，并不影響波像差結果的測量。?

附圖說明

圖1為物鏡成像系統波像差測量裝置測量模式圖；?

圖2為物鏡成像系統波像差測量裝置系統誤差標定模式圖；?

圖3為波前測量概略圖；?

其中，1、光源；2、準直鏡；3、分光鏡；4、聚焦鏡；5、標準球面反射鏡；6、波前傳感器；7、第一精密調節臺；8、第二精密調節臺；9、數據處理單元；10、待測物鏡成像系統。?

具體實施方式