[發(fā)明專利]多波長(zhǎng)激光干涉儀

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810749061.6
• 申請(qǐng)日: 2018-07-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109029244B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-08-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉世杰;魯棋;周游;王圣浩;倪開(kāi)灶;潘靖宇;邵建達(dá)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所
• 主分類號(hào): G01B9/02
• 分類號(hào): G01B9/02
• 代理公司: 上海恒慧知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 31317
• 代理人: 張寧展

一種多波長(zhǎng)激光干涉儀，該裝置包括：激光器、孔徑光闌、擴(kuò)束次鏡、針孔光闌、分光棱鏡、準(zhǔn)直主鏡、透射標(biāo)準(zhǔn)鏡、壓電陶瓷換能器、待測(cè)平面元件、反射標(biāo)準(zhǔn)鏡、成像透鏡、高光譜相機(jī)和計(jì)算機(jī)。本發(fā)明裝置中的準(zhǔn)直主鏡為三透鏡，成像透鏡與擴(kuò)束次鏡參數(shù)完全相同且為單透鏡；為了減小本發(fā)明裝置中透鏡的加工難度和降低整套系統(tǒng)光路裝調(diào)的難度，本發(fā)明裝置中的擴(kuò)束次鏡和準(zhǔn)直主鏡各有1個(gè)面可為平面。本發(fā)明能在600nm～1600nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)，能對(duì)待測(cè)的平面光學(xué)元件的透射波前或反射波前進(jìn)行測(cè)量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及平面光學(xué)元件，特別是一種用于平面光學(xué)元件干涉測(cè)量的多波長(zhǎng)激光干涉儀。

背景技術(shù)

激光干涉技術(shù)是以光的干涉原理為基礎(chǔ)的一種光學(xué)計(jì)量方法，是目前公認(rèn)的檢測(cè)光學(xué)元件表面質(zhì)量最有效和最準(zhǔn)確的技術(shù)手段之一。國(guó)內(nèi)外常用的激光干涉儀的工作波長(zhǎng)為單波長(zhǎng)，以632.8nm、1053nm或1064nm波長(zhǎng)居多。然而，對(duì)于一些表面鍍了窄帶濾光膜的光學(xué)元件而言，它們?cè)?32.8nm、1053nm或1064nm波長(zhǎng)下的反射率大于99％或透射率大于99％，致使市面上常用的激光干涉儀采集不到所需要的干涉條紋，從而無(wú)法對(duì)它們進(jìn)行檢測(cè)。

例如，太陽(yáng)濾鏡作為空間激光通信系統(tǒng)中的一個(gè)重要元器件，能阻擋太空中的大部分波段和保護(hù)通信系統(tǒng)內(nèi)部的元器件不受太陽(yáng)光和外太空光輻射的影響等，在激光遙感、激光雷達(dá)和激光測(cè)距等眾多通信工程中作為濾光窗使用。常用的一種太陽(yáng)濾鏡其雙面皆鍍有雙帶通濾光膜，它在808nm和1550nm波長(zhǎng)下具有很高的透射率，在510nm～780nm、835nm～1500nm和600nm～1700nm等波段下具有很高的反射率，該濾光鏡的透射波前質(zhì)量尤其影響著空間激光通信系統(tǒng)的成像性能。然而，國(guó)內(nèi)外常用的632.8nm、1053nm和1064nm激光干涉儀均無(wú)法對(duì)其透射波前質(zhì)量實(shí)現(xiàn)高精度檢測(cè)。

再例如，在白天量子通信的系統(tǒng)中，存在著一個(gè)864nm波長(zhǎng)的窄帶體全息光柵(VBG)濾光鏡(FWHM＝0.05nm)，其作用是抑制自發(fā)拉曼散射和降低系統(tǒng)中的太陽(yáng)背景噪聲，其反射波前尤其影響著回收信號(hào)的質(zhì)量。然而，該濾光鏡僅反射864nm波長(zhǎng)，導(dǎo)致國(guó)內(nèi)外常用的632.8nm、1053nm和1064nm激光干涉儀皆無(wú)法對(duì)其反射波前質(zhì)量(或表面面形誤差)進(jìn)行檢測(cè)。

如果針對(duì)不同檢測(cè)波長(zhǎng)的需求，分別購(gòu)買(mǎi)工作在不同波長(zhǎng)下的激光干涉儀，雖可對(duì)包括但不限于以上兩種濾光鏡的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，但這樣會(huì)要求使用者同時(shí)購(gòu)買(mǎi)多臺(tái)激光干涉儀，檢測(cè)成本將翻倍增加。

在以往的研究中，很少見(jiàn)在一個(gè)裝置中能實(shí)現(xiàn)在多種波長(zhǎng)下進(jìn)行干涉檢測(cè)且工作波段寬帶大于等于1000nm的報(bào)道。在發(fā)明專利《雙波長(zhǎng)斐索激光干涉儀》(CN104315971A)中，發(fā)明人的裝置僅能在400nm到800nm之間且波長(zhǎng)間隔大于100nm以上的任意兩個(gè)波長(zhǎng)下工作，不能實(shí)現(xiàn)在多種(三種或三種以上)波長(zhǎng)下進(jìn)行工作的特點(diǎn)，且該系統(tǒng)支持的光源波段還不能滿足紅外波段(如：808nm、852nm、864nm、1064nm、1310nm和1550nm等波長(zhǎng))下的測(cè)量需求。在發(fā)明專利《雙通道雙波長(zhǎng)干涉檢測(cè)裝置》(CN106197258A)中，發(fā)明人的裝置能在任意兩種波長(zhǎng)下工作，因其采用的是兩套波長(zhǎng)一一對(duì)應(yīng)的光學(xué)系統(tǒng)，很難實(shí)現(xiàn)在多種波長(zhǎng)下進(jìn)行光學(xué)元件干涉測(cè)量。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了解決市面上大部分激光干涉儀只有一種輸出波長(zhǎng)的缺陷，提出一種多波長(zhǎng)激光干涉儀。該裝置能在600nm～1600nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)對(duì)平面光學(xué)元件的透射波前或反射波前進(jìn)行測(cè)量，工作波長(zhǎng)涵蓋632.8nm、1053nm和1064nm，并彌補(bǔ)了現(xiàn)有的632.8nm、1053nm和1064nm等單波長(zhǎng)激光干涉儀不能在其他多種波長(zhǎng)下工作的缺陷。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下：