[發明專利]雙邊錯位差動共焦鏡組軸向間隙測量方法

有效

• 申請號: 201910319601.1
• 申請日: 2019-04-19
• 公開（公告）號: CN109883343B
• 公開（公告）日: 2020-02-14
• 發明（設計）人: 趙維謙;邱麗榮
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: G01B11/14
• 分類號: G01B11/14
• 代理公司: 11639 北京理工正陽知識產權代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 鄔曉楠

1.雙邊錯位差動共焦鏡組軸向間隙測量方法，其特征在于：包括以下步驟，

a)打開點光源(1)，調整被測鏡組(6)使其與測量物鏡(4)和準直透鏡(3)共光軸，點光源(1)發出的光經分束鏡(2)、準直透鏡(3)和測量物鏡(4)后匯聚成測量光束(5)聚焦在被測鏡組(6)透鏡上，被測鏡組(6)反射的測量光束(5)再經測量物鏡(4)和準直透鏡(3)后被分束鏡(2)反射進入到橫向相減共焦探測系統(7)，形成的測量艾里斑(10)被CCD探測器(9)探測；

c)沿光軸方向移動被測鏡組(6)使測量光束(5)的焦點與被測鏡組(6)的透鏡前表面頂點A位置重合；在該鏡組透鏡前表面頂點A位置附近相對軸向掃描測量物鏡(4)或被測鏡組(6)，將橫向相減共焦探測系統(7)中大虛擬針孔探測域(11)探測到的大虛擬針孔探測共焦特性曲線(13)I_B(z)和小虛擬針孔探測域(12)探測到的小虛擬針孔探測共焦特性曲線(14)I_S(z)進行相減處理，得到半高寬壓縮的銳化共焦特性曲線(15)I(z)＝I_S(z)-γI_B(z)，其中z為軸向坐標，γ為調節因子；

d)將銳化共焦特性曲線(15)沿橫向坐標平移S得到平移銳化共焦特性曲線(16)，并使銳化共焦特性曲線(15)和平移銳化共焦特性曲線(16)的側邊交匯，對銳化共焦特性曲線(15)和平移銳化共焦特性曲線(16)分別進行同橫坐標點插值處理后，再進行逐點相減處理得到錯位相減差動共焦特性曲線(17)I_D(z)＝I(z)-I(z,-S)，利用差動共焦線性擬合直線(18)對錯位相減差動共焦特性曲線(17)的線性段數據進行直線擬合，通過反向回移差動共焦點性擬合直線(18)S/2位置的回移差動共焦擬合直線(20)的移位擬合直線零點(21)來精確確定測量光束(5)焦點與被測鏡組(6)的頂點的重合位置，進而得到被測鏡組(6)的透鏡前表面頂點A位置Z₁；

e)沿光軸方向移動測量物鏡(4)或被測鏡組(6)，使測量光束(5)的焦點與被測鏡組(6)的透鏡后表面頂點B重合；在所述鏡組透鏡頂點B位置附近軸向掃描測量物鏡(4)或被測鏡組(6)，由橫向相減共焦探測系統(7)通過處理測得的測量艾里斑(10)得到銳化共焦特性曲線(15)后再進行雙邊錯位相減處理，得到與測量物鏡(4)焦點附近對應的第二錯位相減差動共焦特性曲線(22)，主控計算機(24)按照步驟d)通過對第二錯位相減差動共焦特性曲線(22)進行線性擬合、擬合直線回移及確定回移擬合直線零點精確確定被測鏡組(6)的后表面頂點位置B，記錄此時被測鏡組(6)的透鏡后表面頂點B的位置Z₂；

f)沿光軸方向移動被測鏡組(6)，使測量光束(5)的焦點分別與被測鏡組(6)內各透鏡的表面頂點位置重合，即分別與每個透鏡的前表面頂點和后表面頂點重合；在各表面頂點位置附近掃描被測鏡組(6)，由橫向相減共焦探測系統(7)得到錯位相減差動共焦特性曲線(17)，依次通過回移差動共焦擬合直線(20)的移位擬合直線零點(21)來確定測量光束(5)的焦點精確定焦在被測鏡組(6)組內各透鏡的表面頂點位置，并將各頂點位置依次記為Z₁，Z₁，Z₂，…，Z_m，m為被測鏡組(6)組內透鏡的總透光面數；

g)根據建立的光線追跡及其補償模型，依次計算得到被測鏡組(6)組內第N個表面S_N與第N+1個表面S_N+1之間的軸向間隙d_N＝l_N′。