[實(shí)用新型]一種非球面光學(xué)元件的檢測(cè)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201920321370.3
• 申請(qǐng)日: 2019-03-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN211651531U
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-10-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張斌;周威
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 茂萊(南京)儀器有限公司
• 主分類號(hào): G01B11/24
• 分類號(hào): G01B11/24
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 李倩

本實(shí)用新型公開(kāi)了一種非球面光學(xué)元件的檢測(cè)裝置，包括波前傳感器或干涉儀、分光鏡和硅基液晶，硅基液晶為反射型硅基液晶；波前傳感器或干涉儀發(fā)出的激光經(jīng)光闌后照射到分光鏡上，經(jīng)折射后射入硅基液晶中，光經(jīng)過(guò)硅基液晶反射后再次通過(guò)分光鏡照射到非球面光學(xué)元件上，光經(jīng)過(guò)非球面光學(xué)元件的反射后依次經(jīng)過(guò)硅基液晶的反射和分光鏡的折射后進(jìn)入波前傳感器或干涉儀中，被其中的顯示裝置接收形成干涉圖像。本實(shí)用新型檢測(cè)裝置采用硅基液晶替代計(jì)算全息法中的全息片，大大提高了檢測(cè)裝置的應(yīng)用范圍，具有通用性廣的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)于不同的非球面光學(xué)元件均可進(jìn)行面形檢測(cè)。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種非球面光學(xué)元件的檢測(cè)裝置，屬于光學(xué)檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著現(xiàn)代光學(xué)工程技術(shù)的發(fā)展，光學(xué)元件應(yīng)用領(lǐng)域愈加廣泛。由于人們對(duì)于光學(xué)系統(tǒng)的要求越來(lái)越高，在光學(xué)系統(tǒng)中使用非球面光學(xué)元件，不僅能增加光學(xué)設(shè)計(jì)的自由度，有利于像差校正、改善像質(zhì)、提高光學(xué)系統(tǒng)性能，而且還能夠減少光學(xué)元件的數(shù)量和重量，簡(jiǎn)化儀器結(jié)構(gòu)，大大減少系統(tǒng)的尺寸和重量，降低成本。基于非球面光學(xué)元件的上述優(yōu)點(diǎn)，很多光學(xué)系統(tǒng)中已廣泛使用非球面光學(xué)元件代替球面光學(xué)元件，成為起支撐作用的關(guān)鍵部件。小到普通的眼鏡鏡片，大到照相透鏡、平板印刷系統(tǒng)、天文望遠(yuǎn)鏡等復(fù)雜的光學(xué)系統(tǒng)。

在研磨期，非球面光學(xué)元件與其理論面形的偏差很大，一般采用普通的接觸式輪廓儀對(duì)其面形進(jìn)行初步檢測(cè)。在研磨后期以及粗拋光階段，非球面光學(xué)元件表面與理想面形之間仍然存在較大偏差，但接觸式輪廓儀等方法由于容易劃傷元件表面，且精度受限，已無(wú)法滿足加工要求。同時(shí)，由于此時(shí)非球面光學(xué)元件表面的反射率較低，因此可以利用激光跟蹤儀或非接觸式Shack-Hartmann波前傳感器法、朗奇光柵法等對(duì)其面形進(jìn)行測(cè)量。精密拋光階段的非球面光學(xué)元件表面光滑，具有較好的反射率，其與理論面形之間的誤差較小，主要采用非接觸的干涉法進(jìn)行面形檢測(cè)。目前應(yīng)用最廣泛、測(cè)量精度最高的就是零位補(bǔ)償法，其又可以分成用補(bǔ)償器的零位補(bǔ)償和計(jì)算全息(CGH)的零位補(bǔ)償。特別是計(jì)算全息法(CGH)，目前已經(jīng)成為非球面光學(xué)元件檢測(cè)的主流。

計(jì)算全息法(CGH)最大的優(yōu)點(diǎn)是在測(cè)量時(shí)不需要非球面光學(xué)元件實(shí)體的存在，只需要通過(guò)計(jì)算編碼就可以得到任意波前進(jìn)行非球面測(cè)量，而且測(cè)量精度高。CGH是利用光的衍射效應(yīng)實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)非球面像差的補(bǔ)償，當(dāng)從干涉儀和標(biāo)準(zhǔn)鏡頭出來(lái)的球面波前或平面波前通過(guò)CGH時(shí)，根據(jù)全息片上刻蝕的條紋位置和條紋間距的不同，波前會(huì)發(fā)生衍射效應(yīng)，將球面波前或平面波前變?yōu)榉乔蛎娌ㄇ埃瑥亩鴮?shí)現(xiàn)對(duì)非球面的零位檢測(cè)。但是該方法的通用性很差，每一個(gè)計(jì)算全息對(duì)應(yīng)的全息片只能檢測(cè)唯一與之對(duì)應(yīng)的非球面光學(xué)元件。如果用光敏材料作為介質(zhì)，制作周期會(huì)很長(zhǎng)，材料的缺陷會(huì)影響測(cè)量精度；目前用電子束直寫(xiě)系統(tǒng)在玻璃上鍍鉻或刻蝕則需要專業(yè)的直寫(xiě)設(shè)備，導(dǎo)致成本非常高。

實(shí)用新型內(nèi)容

實(shí)用新型目的：本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種非球面光學(xué)元件的檢測(cè)裝置，該檢測(cè)裝置采用硅基液晶替代計(jì)算全息法中的全息片，大大提高了檢測(cè)裝置的應(yīng)用范圍，具有通用性廣的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)于不同的非球面光學(xué)元件均可進(jìn)行面形檢測(cè)。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案為：

一種非球面光學(xué)元件的檢測(cè)裝置，包括波前傳感器或干涉儀、分光鏡和硅基液晶，硅基液晶為反射型硅基液晶；波前傳感器或干涉儀發(fā)出的激光經(jīng)光闌后照射到分光鏡上，經(jīng)折射后射入硅基液晶中，光經(jīng)過(guò)硅基液晶反射后再次通過(guò)分光鏡照射到非球面光學(xué)元件上，光經(jīng)過(guò)非球面光學(xué)元件的反射后依次經(jīng)過(guò)硅基液晶的反射和分光鏡的折射后進(jìn)入波前傳感器或干涉儀中，形成的干涉圖像被波前傳感器或干涉儀中的顯示裝置接收。

其中反射型硅基液晶包括上基板、下基板和位于上下基板之間的液晶層，其中，上基板為玻璃基板，下基板為CMOS基板，CMOS基板為涂有液晶硅的CMOS集成電路芯片，CMOS基板上表面涂覆有鋁層作為反射鏡；玻璃基板下設(shè)有ITO導(dǎo)電薄膜。