[發明專利]一種快速測量平行平板平行度的裝置和方法

在審

• 申請號: 202010126544.8
• 申請日: 2020-02-28
• 公開（公告）號: CN111238408A
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發明（設計）人: 吳金才;何志平;張亮;竇永昊
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海技術物理研究所
• 主分類號: G01B11/26
• 分類號: G01B11/26
• 代理公司: 上海滬慧律師事務所 31311
• 代理人: 郭英

1.一種快速測量平行平板平行度的裝置，包括準直激光光源(1)、帶旋轉結構的待測平行平板(2)、平行光管(3)、和面陣CCD組件(4)，其特征在于：

準直激光光源(1)產生準直激光光束，經過平行光管(3)會聚后被平行光管(3)焦面處的面陣CCD組件(4)探測，所述的平行光管(3)與面陣CCD組件(4)需配合使用，面陣CCD組件(4)的光敏面處于平行光管(3)的焦面位置，將帶旋轉結構的待測平行平板(2)插入準直激光光源(1)和平行光管(3)光路中間，記錄面陣CCD組件(4)探測到的光斑坐標變化，通過計算坐標變化來準確測量帶旋轉結構的待測平行平板(2)的楔角；通過旋轉帶旋轉結構的待測平行平板(2)來觀察光斑坐標變化，從而獲取平行平板的楔角方向。

2.根據權利要求1所述的一種快速測量平行平板平行度的裝置，其特征在于：所述的準直激光光源(1)的波長需要與帶旋轉結構的待測平行平板(2)透射光波長范圍、面陣CCD組件(4)的探測波長范圍相適應。

3.根據權利要求1所述的一種快速測量平行平板平行度的裝置，其特征在于：所述的平行光管(3)的面形偏差RMS值小于λ/10。

4.根據權利要求1所述的一種快速測量平行平板平行度的裝置，其特征在于：面陣CCD組件(4)單像素尺寸與平行光管(3)的焦距比值需滿足測試精度要求。

5.一種基于權利要求1所述一種快速測量平行平板平行度的裝置的平行度測量方法，其特征包括以下步驟：

1)準直激光光源(1)發射平行光被平行光管(3)接收并成像在其焦面處，將面陣CCD組件(4)放置在平行光管(3)焦面處，平行光管(3)的焦距f為已知量，記錄準直激光光源(1)的光斑質心坐標(X1，Y1)；

2)插入帶旋轉結構的待測平行平板(2)，調整其空間位置使得準直激光光源(1)基本垂直入射至帶旋轉結構的待測平行平板(2)，出射光經過帶旋轉結構的待測平行平板(2)后發生偏折，記錄此時面陣CCD組件(4)上光斑質心坐標(X2，Y2)，這出射光與入射光之間的偏向角為滿足以下公式：

3)已知帶旋轉結構的待測平行平板(2)的折射率為n，根據幾何光學可知，偏向角與帶旋轉結構的待測平行平板(2)楔角α滿足以下公式：

通過光斑前后變化情況計算得到帶旋轉結構的待測平行平板(2)的楔角α；

4)旋轉帶旋轉結構的待測平行平板(2)，觀察光斑質心坐標(X2，Y2)的改變。當光斑質心滿足Y2-Y1＝0時，此時為帶旋轉結構的待測平行平板(2)楔角的方向，即帶旋轉結構的待測平行平板(2)的主截面呈水平方向；當光斑質心滿足X2-X1＝0時，此時帶旋轉結構的待測平行平板(2)楔角的方向呈豎直方向。