[發明專利]基于低相干光干涉法的透鏡中心厚度的非接觸測量方法

有效

• 申請號: 201710616580.0
• 申請日: 2017-07-26
• 公開（公告）號: CN107401982B
• 公開（公告）日: 2019-07-09
• 發明（設計）人: 劉經佑;雷楓
• 申請（專利權）人: 淮陰師范學院
• 主分類號: G01B11/06
• 分類號: G01B11/06
• 代理公司: 北京捷誠信通專利事務所(普通合伙) 11221
• 代理人: 王衛東

1.一種基于低相干光干涉法的透鏡中心厚度的非接觸測量方法，其特征在于，包括以下步驟：

采用白光或低相干光作為等光程干涉儀的入射光源，調整等光程干涉儀的兩光路臂之間的光程差，使其能夠觀察到干涉條紋；

在等光程干涉儀的兩光路臂中分別置入棱鏡組和表面嚴格平行的光學平板玻璃，兩路光束分別垂直棱鏡組的端面和光學平板玻璃的端面，移動棱鏡組中的可動楔形棱鏡，調整兩光路臂之間的光程差，直至測量過程中第一次觀察到干涉條紋；然后，在光學平板玻璃之后或之前置入被測透鏡，繼續移動棱鏡組中的可動楔形棱鏡直至測量過程中第二次觀察到圓形干涉條紋；

分別記錄測量過程中置入被測透鏡之前和之后兩次觀察到干涉條紋時，棱鏡組中的可動楔形棱鏡的聯動測量尺的第一位置讀數和第二位置讀數，并根據記錄的第一位置讀數和第二位置讀數計算被測透鏡的中心厚度；

其中，移動棱鏡組中的可動楔形棱鏡直至觀察到干涉條紋，具體為：

采用相同玻璃材料和相同楔角的楔形上棱鏡和楔形下棱鏡組成所述棱鏡組，將楔形上棱鏡和楔形下棱鏡以傾斜面相接觸或平行且楔角相對的方式放置；

將所述楔形上棱鏡和所述楔形下棱鏡的其中一個設置為可動楔形棱鏡，另一個設置為固定楔形棱鏡，且可動楔形棱鏡的斜邊長大于固定楔形棱鏡的斜邊長；

沿傾斜面方向移動可動楔形棱鏡，使楔形上棱鏡和楔形下棱鏡構成一個可調厚度的等效光學平板，藉此調整兩光路臂之間的光程差，直至觀察到干涉條紋。

2.如權利要求1所述的基于低相干光干涉法的透鏡中心厚度的非接觸測量方法，其特征在于，所述光學平板玻璃和所述棱鏡組采用與所述被測透鏡的光學色散性質相同或相近的玻璃材料制作。

3.如權利要求2所述的基于低相干光干涉法的透鏡中心厚度的非接觸測量方法，其特征在于，所述被測透鏡的中心厚度計算公式如下：

其中，D為所述被測透鏡的中心厚度；n為所述被測透鏡的折射率，n_p為所述棱鏡組的折射率，n₀為空氣折射率；l₂-l₁為所述棱鏡組中的可動楔形棱鏡在其傾斜面方向上的移動距離，由所述可動楔形棱鏡的聯動測量尺測量；α為所述可動楔形棱鏡的楔角。

4.如權利要求3所述的基于低相干光干涉法的透鏡中心厚度的非接觸測量方法，其特征在于，所述被測透鏡的中心厚度測量誤差的計算公式為：

其中，ΔD為所述被測透鏡的中心厚度測量誤差；Δl為所述可動楔形棱鏡在其傾斜面方向上的移動距離測量誤差。

5.如權利要求4所述的基于低相干光干涉法的透鏡中心厚度的非接觸測量方法，其特征在于，當所述棱鏡組與所述被測透鏡采用相同折射率的玻璃材料時，即n＝n_p時，所述被測透鏡的中心厚度D的計算公式為：

D＝(l₂-l₁)sinα；

所述被測透鏡的中心厚度測量誤差ΔD計算公式為：

ΔD＝Δlsinα；

當所述空氣折射率n₀取值為1時，所述被測透鏡的中心厚度D的計算公式為：

所述被測透鏡的中心厚度測量誤差ΔD計算公式為：

6.如權利要求5所述的基于低相干光干涉法的透鏡中心厚度的非接觸測量方法，其特征在于，所述可動楔形棱鏡沿其傾斜面方向的移動距離與其在當前光路方向上移動距離的關系為：

d＝l×sinα；

其中，d為所述可動楔形棱鏡在當前光路方向上的移動距離，l為所述可動楔形棱鏡在其傾斜面方向上的移動距離。