[發(fā)明專利]光學(xué)元件大曲率半徑的比較法測量方法及其測量裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810091657.1
• 申請日: 2018-01-30
• 公開（公告）號: CN108106560A
• 公開（公告）日: 2018-06-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李建宏;王世武
• 申請（專利權(quán)）人: 青島海泰光電技術(shù)有限公司
• 主分類號: G01B11/24
• 分類號: G01B11/24
• 代理公司: 北京聯(lián)瑞聯(lián)豐知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11411
• 代理人: 鄭自群

1.一種光學(xué)元件大曲率半徑的比較法測量方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟S1：選定標(biāo)準(zhǔn)鏡(5)，其上有標(biāo)準(zhǔn)曲面，標(biāo)準(zhǔn)曲面的曲率半徑為R；

步驟S2：在平面波激光束傳播的光路中置入分束鏡(1)，分束鏡(1)的法線方向與激光束成45°角；

步驟S3：在分束鏡(1)反射光路中，置入平面反射鏡(3)，其法線方向與分束鏡(1)反射光傳播方向逆向平行；

步驟S4：迎著入射平面波激光束，且位于分束鏡(1)后方的光路中置入一透鏡，透鏡的光軸與激光束平行，透鏡的焦點(diǎn)為O；

步驟S5：在平面反射鏡(3)相對于分束鏡(1)中心點(diǎn)的對側(cè)，置入成像系統(tǒng)(4)；

步驟S6：將標(biāo)準(zhǔn)鏡(5)置入球面激光束光路中，確保球面波先到達(dá)標(biāo)準(zhǔn)曲面；

步驟S7：調(diào)節(jié)標(biāo)準(zhǔn)鏡(5)的俯仰和上下、左右位置，使標(biāo)準(zhǔn)鏡曲面的球心落在焦點(diǎn)O附近處；當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)鏡(5)靠近或遠(yuǎn)離透鏡時，成像系統(tǒng)(4)將呈現(xiàn)不同干涉環(huán)數(shù)的干涉圖樣；

步驟S8：微調(diào)標(biāo)準(zhǔn)鏡(5)的上下位置，當(dāng)成像系統(tǒng)(4)視場范圍內(nèi)全亮?xí)r，標(biāo)記標(biāo)準(zhǔn)鏡(5)曲面最高點(diǎn)的位置為N’；

步驟S9：取下標(biāo)準(zhǔn)鏡(5)，換上待測樣品(6)，上下移動待測樣品(6)，當(dāng)成像系統(tǒng)(4)視場范圍內(nèi)全亮?xí)r，待測樣品的曲面最高點(diǎn)位置記為N；定義NN’的距離為b；相對于球面波焦點(diǎn)N比N’更遠(yuǎn)時，待測樣品的曲率半徑為R+b，反之為R-b。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)元件大曲率半徑的比較法測量方法，其特征在于，當(dāng)待測曲面曲率半徑為正值時，所述透鏡為正透鏡(21)，其中：

步驟S6中，所述標(biāo)準(zhǔn)鏡位于正透鏡(21)與焦點(diǎn)O點(diǎn)之間。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)元件大曲率半徑的比較法測量方法，其特征在于，當(dāng)待測曲面曲率半徑為負(fù)值時，所述透鏡為負(fù)透鏡(22)，其中：

步驟S6中，所述標(biāo)準(zhǔn)鏡位于負(fù)透鏡(22)相對于焦點(diǎn)O的對側(cè)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)元件大曲率半徑的比較法測量方法，其特征在于，所述標(biāo)準(zhǔn)鏡(5)的曲率半徑與待測樣品曲率半徑的差值不大于待測樣品可以移動的空間距離。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光學(xué)元件大曲率半徑的比較法測量方法，其特征在于，所述標(biāo)準(zhǔn)鏡(5)為平凸鏡，凸面為已知曲率半徑的標(biāo)準(zhǔn)面。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光學(xué)元件大曲率半徑的比較法測量方法，其特征在于，所述標(biāo)準(zhǔn)鏡(5)為平凹鏡，凹面為已知曲率半徑的標(biāo)準(zhǔn)面。

7.一種光學(xué)元件大曲率半徑的比較法測量裝置，其特征在于，包括光學(xué)平臺、安裝在光學(xué)平臺上的光學(xué)機(jī)械件以及安裝在光學(xué)機(jī)械件上的光學(xué)元件，所述光學(xué)元件包括平面激光束發(fā)射器、分束鏡(1)、透鏡、平面反射鏡(3)、成像系統(tǒng)(4)和已知標(biāo)準(zhǔn)面曲率半徑的標(biāo)準(zhǔn)鏡(5)，所述分束鏡(1)位于激光束發(fā)射器發(fā)射的平行激光的光路中，分束鏡(1)的法線方向與激光束成45°角；所述平面反射鏡(3)位于分束鏡(1)的反射光路中，平面反射鏡(3)的法線方向與分束鏡(1)的反射光的傳播方向逆向平行；所述透鏡位于分束鏡(1)的透射光路中，所述透鏡的光軸與激光束平行；所述成像系統(tǒng)(4)位于平面反射鏡(3)相對于分束鏡(1)中心點(diǎn)的對側(cè)；所述標(biāo)準(zhǔn)鏡(5)位于透鏡形成的球面波激光束的光路中，標(biāo)準(zhǔn)鏡(5)的位置能夠上下、左右及俯仰調(diào)節(jié)，標(biāo)準(zhǔn)鏡(5)上有曲面，所述曲面為標(biāo)準(zhǔn)面，曲面球心能夠調(diào)節(jié)至與透鏡的焦點(diǎn)重合。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光學(xué)元件大曲率半徑的比較法測量裝置，其特征在于，所述待測光學(xué)元件的曲率半徑為正值時，所述的透鏡為正透鏡(21)；待測光學(xué)元件的曲率半徑為負(fù)值時，所述的透鏡為負(fù)透鏡(22)。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的光學(xué)元件大曲率半徑的比較法測量裝置，其特征在于，所述待測光學(xué)元件的曲率半徑為正值時，所述標(biāo)準(zhǔn)鏡(5)為平凸鏡，待測光學(xué)元件的曲率半徑為負(fù)值時，所述標(biāo)準(zhǔn)鏡(5)為平凹鏡。

10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光學(xué)元件大曲率半徑的比較法測量裝置，其特征在于，所述標(biāo)準(zhǔn)鏡(5)的曲率半徑與待測樣品曲率半徑的差值不大于待測樣品可以移動的空間距離。