[發明專利]基于零位補償系統的被檢非球面鏡的裝配方法及裝置

有效

• 申請號: 201611137465.7
• 申請日: 2016-12-10
• 公開（公告）號: CN106598084B
• 公開（公告）日: 2019-11-22
• 發明（設計）人: 苗亮;劉鈺;張文龍;馬冬梅;金春水
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
• 主分類號: G05D3/12
• 分類號: G05D3/12;G03F7/20;G01B11/24
• 代理公司: 44316 深圳市科進知識產權代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 趙勍毅<國際申請>=<國際公布>=<進入

1.一種基于零位補償系統的被檢非球面鏡的裝配方法，其特征在于，包括：

測量零位補償系統所有光學元件的實測參數，其中所述實測參數包括表面曲率半徑R、中心厚度d和光學材料折射率n，以及所有光學元件之間的空氣間隔d₀；

根據實測參數輸入零位補償系統的光學設計模型中；

利用激光鏡面定位儀實測的被檢非球面鏡與零位補償系統底面的空氣間隔為依據，通過五維調整臺將被檢非球面鏡調整至理想Z向位置；

利用精密轉臺標定被檢非球面鏡面形誤差時將被檢非球面鏡光軸與所述精密轉臺的轉臺轉軸調整重合；

依據被檢非球面鏡面形檢測結果的慧差項和傾斜項進行調整被檢非球面鏡的X/Y平移位置定位以及俯仰/偏擺姿態；

當被檢非球面鏡的X/Y/Z平移位置和俯仰/偏擺姿態均處于理想檢測位置，調整所述零位補償系統非球面波光軸、所述被檢非球面鏡光軸和所述轉臺轉軸至精確重合，以實施旋轉法精確標定被檢非球面鏡面形誤差；

所述利用精密轉臺標定被檢非球面鏡面形誤差時將被檢非球面鏡光軸與所述精密轉臺的轉臺轉軸調整重合，包括：

當被檢非球面鏡處于初始0°位置時，記錄干涉儀檢測的非球面面形結果的傾斜項Tx₁和Ty₁，然后利用轉臺(5)將被檢非球面鏡旋轉至180°位置，記錄所述被檢非球面鏡的非球面檢測結果的傾斜項Tx₂和Ty₂，利用五維調整臺調整被檢非球面鏡相對于精密轉臺的俯仰/偏擺使非球面檢測結果的傾斜項分別為(Tx₁+Tx₂)/2和(Ty₁+Ty₂)/2；

重復上述調整過程，使得被檢非球面鏡(3)在0°和180°位置之間旋轉時非球面檢測結果的傾斜項不發生變化，則非球面最佳擬合球面的球心與轉臺轉軸重合；

當被檢非球面鏡處于初始0°位置時，記錄非球面檢測結果的慧差項Cx₁和Cy₁；

利用精密轉臺將被檢非球面鏡旋轉至180°位置，記錄非球面檢測結果的慧差項Cx₂和Cy₂；

利用五維調整臺調整被檢非球面鏡相對于精密轉臺的X/Y方向平移使非球面檢測結果的慧差項分別為(Cx₁+Cx₂)/2和(Cy₁+Cy₂)/2；

重復調整以使得被檢非球面鏡(3)在0°和180°位置之間旋轉時非球面檢測結果的慧差項不發生變化，則非球面頂點與轉臺轉軸重合；

非球面最佳擬合球球心偏離轉臺轉軸，需重復迭代直到被檢非球面鏡在0°和180°位置之間旋轉時，非球面檢測結果的傾斜項和慧差項均不發生變化，則被檢非球面鏡光軸與轉臺轉軸精確重合。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用精密轉臺標定被檢非球面鏡面形誤差時將所述被檢非球面鏡光軸與所述精密轉臺的轉臺轉軸調整重合，包括：

所述被檢非球面鏡光軸等效于穿過非球面頂點與非球面最佳擬合球面球心的直線；

將最佳擬合球球心調整與轉臺轉軸重合；

將非球面頂點調整與所述轉臺轉軸重合；

重復迭代以實現所述被檢非球面鏡光軸與所述轉臺轉軸精確重合。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述依據被檢非球面鏡面形檢測結果的慧差項和傾斜項進行調整被檢非球面鏡的X/Y平移位置定位以及俯仰/偏擺姿態，包括：

通過調整所述被檢非球面鏡的X/Y平移和俯仰/偏擺姿態使被檢非球面鏡處于干涉儀和零位補償系統的共焦檢測位置，將干涉圖傾斜條紋調整為零條紋；

利用干涉儀檢測被檢非球面鏡的面形誤差，其中，當檢測結果中的傾斜項較大，則調整被檢非球面鏡的俯仰/偏擺以使檢測結果中的傾斜項減小；

調整所述被檢非球面鏡的X/Y平移使所述檢測結果中的慧差項減小，進而使得所述檢測結果中的傾斜項增大，再調整被檢非球面鏡的俯仰/偏擺姿態以減小傾斜項；

反復調整步驟以使非球面干涉檢測結果中的傾斜項和慧差項均趨近于零，以完成被檢非球面鏡的X/Y平移位置和俯仰/偏擺姿態調整，實現零位補償系統非球面波光軸與被檢非球面鏡光軸精確重合。