[發明專利]一種高精度外直角測量的方法

在審

• 申請號: 201810982746.5
• 申請日: 2018-08-27
• 公開（公告）號: CN108955580A
• 公開（公告）日: 2018-12-07
• 發明（設計）人: 劉祺;何蕓;李祝;段會宗;覃璇;葉賢基
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: G01B11/26
• 分類號: G01B11/26;G01C15/12
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 林麗明

本發明提供一種高精度外直角測量的方法，包括以下步驟：通過兩臺光軸相互垂直的自準直儀搭建光路，得到出射光和被反射之后接收到的光之間的偏角，該偏角被分離成X方向和Y方向兩個方向上的分量；利用干涉儀測量空心直角棱鏡的直角精度，進行標準的標定；在X方向和Y方向兩個維度上分別調節兩自準直儀，令自準直儀讀數的X和Y兩個維度上均顯示為零，固定自準直儀；用待測光學元件取代標定用的空心直角棱鏡，擺放在兩自準直儀光軸相交的位置進行測量。本發明提供的一種高精度外直角測量的方法，利用兩臺高精度的自準直搭建光路，輔助以一個靜密的多維調節機構，用激光干涉儀的測量作為標定的標準，實現對待測元件的外直角的高精度測量。

技術領域

本發明涉及光學測量領域，更具體的，涉及一種高精度外直角測量的方法。

背景技術

直角精度的測量是評價很多光學元件性能的關鍵，包括角錐棱鏡、直角棱鏡、保羅棱鏡、五角棱鏡等等。直角精度一般定義為離開絕對的90度的偏差量。通常來說，這些光學元件的直角精度可以通過內角內測量得到，此時測量光束會通過光學元件材料內部，這種情形下，光學元件內部的材料不均勻性會導致光的色散，繼而給直角的測量帶來額外的誤差。此外，有時光學元件的表面因為一些功能上的需要，已經被鍍上了反射膜，測量光束難以直接入射到其內部。

外部測量角度的方法分為接觸式測量和非接觸式測量；接觸式測量過程中，容易破壞待測的光學元件，而通過非接觸式測量，存在測量精度不高的同時，由于輔助元件精度引入誤差，進一步影響最終測量精度。

發明內容

本發明為克服上述現有技術對于外角測量的方案中存在容易破壞待測的光學元件、測量精度低且輔助元件容易引入誤差的技術缺陷，提供一種高精度外直角測量的方法。

為解決上述技術問題，本發明的技術方案如下：

一種高精度外直角測量的方法，包括以下步驟：

S1：通過兩臺光軸相互垂直的自準直儀搭建光路，每臺自準直儀可以得到各自得到出射光和被反射之后接收到的光之間的偏角，兩個偏角被分離成X方向和Y方向兩個方向上的分量；

S2：利用干涉儀測量空心直角棱鏡的直角精度，進行標準的標定；

S3：在X方向和Y方向兩個維度上分別調節兩自準直儀，令自準直儀讀數的X和Y兩個維度上均顯示為零，固定自準直儀；

S4：用待測光學元件取代標定用的空心直角棱鏡，擺放在兩自準直儀光軸相交的位置進行測量。

其中，在所述步驟S2中，所述干涉儀為ZYGO激光干涉儀。

其中，在所述步驟S2中，選取的空心直角棱鏡精度優于30角秒。

其中，用垂直度誤差Δ₀表示標定空心直角棱鏡的誤差；所述步驟S4X方向上讀數為A_bx，則待測元件的直角精度Δ_c為：Δ_c＝A_bx-Δ₀。

與現有技術相比，本發明技術方案的有益效果是：

本發明提供的一種高精度外直角測量的方法，利用兩臺高精度的自準直搭建光路，輔助以一個精密的多維調節機構，用ZYGO激光干涉儀的測量作為標定的標準，實現對待測元件的外直角的高精度測量。

附圖說明

圖1為本發明方法流程圖。

圖2為光路搭建示意圖。

圖3為標定過程示意圖。

圖4為本發明測量結果與ZYGO測量結果對比圖。

具體實施方式

附圖僅用于示例性說明，不能理解為對本專利的限制；