[發明專利]一種離軸非球面的調整方法

有效

• 申請號: 201611192873.2
• 申請日: 2016-12-21
• 公開（公告）號: CN106595471B
• 公開（公告）日: 2019-03-05
• 發明（設計）人: 劉鈺;苗亮;張文龍;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: G01B9/02
• 分類號: G01B9/02
• 代理公司: 深圳市科進知識產權代理事務所(普通合伙) 44316
• 代理人: 趙勍毅

本發明公開了一種離軸非球面的調整方法。所述離軸非球面的調整方法包括步驟：S1，安裝離軸非球面，并在離軸非球面上選擇一圓形區域；S2，調整離軸非球面的位置，使圓形區域內的數據能夠被檢測；S3，平移離軸非球面的位置，并對平移后的位置進行檢測，并記錄檢測結果的zernike系數；S4，建立調整量和zernike系數之間的矩陣方程；S5，解矩陣方程，得到江離軸非球面平移到理想位置所需的調整量；S6，通過所述計算得出的調整量調整離軸非球面。本發明提供的離軸非球面的調整方法具有快速，簡單的優點。

技術領域

本發明涉及超高精度非球面面形檢測領域，具體涉及一種離軸非球面的調整方法。

背景技術

目前，非球面光學元件在光學系統中得到了廣泛應用，非球面光學元件對現代光學加工和檢測技術提出了挑戰。因為光學制造的精度和效率很大程度上依賴于檢測技術，所以高精度原位檢測對于非球面以及離軸非球面鏡制造有著非常重要的意義。

光學補償器法是傳統的超高精度非球面檢測方法。利用補償器法檢測非球面需要將非球面被測面的光軸與補償器系統的光軸穿軸。

對于同軸非球面，非球面鏡子相對于補償器系統光軸的X、Y方向的偏心，X、Y方向的傾斜與檢測結果的zernike系數中的傾斜和慧差相關。因此，可以通過調整非球面X、Y方向的偏心，X、Y方向的傾斜以及距離補償器的距離從而將非球面檢測結果的zernike系數中的傾斜、慧差和離焦項系數調整到0，就可以將非球面調整到理論檢測位置，即非球面被測面的光軸與補償器系統的光軸穿軸。調整機構一般會存在X、Y、Tilt X、Tilt Y等自由度的耦合，并且調整被測非球面的偏心、傾斜均會引起被測結果中Zernike項中的傾斜以及慧差的變化。一般可以建立調整機構中X、Y、Tilt X、Tilt Y等自由度和面形檢測結果中Zernike項中的傾斜以及慧差之間的調整關系的矩陣方程，通過解矩陣方程得出調整臺X、Y、TiltX、Tilt Y等自由度所需的調整量。對于離軸非球面，由于其一般不是圓形區域，因此不能直接建立調整機構中X、Y、Tilt X、Tilt Y等自由度和面形檢測結果中Zernike項中的傾斜以及慧差之間的調整關系的矩陣方程。

發明內容

本發明旨在克服現有技術存在的缺陷，本發明采用以下技術方案：

本發明提供了一種離軸非球面的調整方法。所述離軸非球面的調整方法包括步驟：S1，安裝離軸非球面，并在離軸非球面上選擇一圓形區域；S2，調整離軸非球面的位置，使圓形區域內的數據能夠被檢測；

S3，平移離軸非球面的位置，并對平移后的位置進行檢測，并記錄檢測結果的zernike系數；S4，建立調整量和zernike系數之間的矩陣方程；S5，解矩陣方程，得到江離軸非球面平移到理想位置所需的調整量；S6，通過所述計算得出的調整量調整離軸非球面。

在一些實施例中，所述步驟S3，平移離軸非球面的位置，并對平移后的位置進行檢測，并記錄檢測結果的zernike系數具體為：調整被測非球面X方向平移Δx微米，檢測被測離軸非球面上被選擇的圓形區域，得到檢測結果，記錄此時的檢測結果的zernike系數中的傾斜(z2x′、z3x′)，慧差(z7x′、z8x′)系數；調整被測非球面Y方向平移Δy微米，檢測被測離軸非球面上被選擇的圓形區域，得到檢測結果，記錄此時的檢測結果的zernike系數中的傾斜(z2y′、z3y′)，慧差(z7y′、z8y′)系數；調整被測非球面Tilt X自由度旋轉Δu微弧度，檢測被測離軸非球面上被選擇的圓形區域，得到檢測結果，記錄此時的檢測結果的zernike系數中的傾斜(z2u′、z3u′)，慧差(z7u′、z8u′)系數；調整被測非球面Tilt Y自由度旋轉Δv微弧度，檢測被測離軸非球面上被選擇的圓形區域，得到檢測結果，記錄此時的檢測結果的zernike系數中的傾斜(z2v′、z3v′)，慧差(z7v′、z8v′)系數。在一些實施例中，所述矩陣方程為：

z2x′×x/Δx+z2y′×y/Δy+z2u′×u/Δu+z2v′×v/Δv＝z2′