[發(fā)明專(zhuān)利]大口徑凸非球面光學(xué)元件的面形精度檢測(cè)裝置及檢測(cè)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011261854.7
• 申請(qǐng)日: 2020-11-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112461156A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-03-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王孝坤;蔡志華;張學(xué)軍;胡海翔;羅霄
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所
• 主分類(lèi)號(hào): G01B11/24
• 分類(lèi)號(hào): G01B11/24;G01B9/02
• 代理公司: 長(zhǎng)春中科長(zhǎng)光知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 22218
• 代理人: 高一明;郭婷

1.一種大口徑凸非球面光學(xué)元件的面形精度檢測(cè)裝置，其特征在于，包括干涉儀和沿所述干涉儀的光束出射方向依次設(shè)置的球面標(biāo)準(zhǔn)鏡和Hindle-Shell補(bǔ)償器，所述Hindle-Shell補(bǔ)償器的口徑大于被測(cè)光學(xué)元件的口徑，所述Hindle-Shell補(bǔ)償器的前表面為凸面、后表面為凹球面；所述干涉儀發(fā)出的光束經(jīng)過(guò)所述球面標(biāo)準(zhǔn)鏡轉(zhuǎn)換為球面波后入射到所述Hindle-Shell補(bǔ)償器，通過(guò)所述Hindle-Shell補(bǔ)償器變?yōu)榕c所述被測(cè)光學(xué)元件的面形相匹配的波前入射到所述被測(cè)光學(xué)元件，在所述被測(cè)光學(xué)元件與所述Hindle-Shell補(bǔ)償器之間進(jìn)行二次反射后，回到所述干涉儀形成包含所述被測(cè)光學(xué)元件的面形信息的干涉條紋。

2.如權(quán)利要求1所述的大口徑凸非球面光學(xué)元件的面形精度檢測(cè)裝置，其特征在于，還包括所述Hindle-Shell補(bǔ)償器凹面一側(cè)的球面反射鏡，在檢測(cè)所述被測(cè)光學(xué)元件的面形精度之前，先將所述被測(cè)光學(xué)元件替換為所述球面反射鏡，通過(guò)所述Hindle-Shell補(bǔ)償器的球面波入射到所述球面反射鏡，調(diào)節(jié)所述Hindle-Shell補(bǔ)償器和所述球面反射鏡的位置，直至所述干涉儀的干涉條紋為零條紋，再將所述球面反射鏡替換為所述被測(cè)光學(xué)元件。

3.如權(quán)利要求2所述的大口徑凸非球面光學(xué)元件的面形精度檢測(cè)裝置，其特征在于，在將所述球面反射鏡替換為所述被測(cè)光學(xué)元件后，調(diào)節(jié)所述被測(cè)光學(xué)元件的位置，至所述干涉儀的干涉條紋最稀疏或?yàn)榱銞l紋。

4.如權(quán)利要求1所述的大口徑凸非球面光學(xué)元件的面形精度檢測(cè)裝置，其特征在于，還包括干涉儀調(diào)整裝置、補(bǔ)償器調(diào)整裝置、球面鏡調(diào)整裝置和光學(xué)元件調(diào)整裝置，所述干涉儀安裝在所述干涉儀調(diào)整裝置上，所述Hindle-Shell補(bǔ)償器安裝在所述補(bǔ)償器調(diào)整裝置上，所述球面反射鏡安裝在所述球面鏡調(diào)整裝置，所述被測(cè)光學(xué)元件安裝在所述光學(xué)元件調(diào)整裝置上。

5.一種利用如權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的大口徑凸非球面光學(xué)元件的面形精度檢測(cè)裝置的面形精度檢測(cè)方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1、根據(jù)被測(cè)光學(xué)元件的參數(shù)選擇球面標(biāo)準(zhǔn)鏡和設(shè)計(jì)Hindle-Shell補(bǔ)償器；

S2、將所述Hindle-Shell補(bǔ)償器同軸放置在球面標(biāo)準(zhǔn)鏡與球面反射鏡之間，調(diào)節(jié)所述球面反射鏡與所述Hindle-Shell補(bǔ)償器的位置，直至干涉儀的干涉條紋為零條紋，記錄為所述干涉儀的第一檢測(cè)結(jié)果，所述第一檢測(cè)結(jié)果包括所述Hindle-Shell補(bǔ)償器的系統(tǒng)誤差；

S3、將所述球面反射鏡替換為被測(cè)光學(xué)元件，并調(diào)節(jié)所述被測(cè)光學(xué)元件的位置，直至所述干涉儀的干涉條紋最稀疏或?yàn)榱銞l紋，記錄為所述干涉儀的第二檢測(cè)結(jié)果，所述第二檢測(cè)結(jié)果包括所述被測(cè)光學(xué)元件的面形信息和所述Hindle-Shell補(bǔ)償器的系統(tǒng)誤差；

S4、將所述第二檢測(cè)結(jié)果與所述第一檢測(cè)結(jié)果相減，獲得所述被測(cè)光學(xué)元件的面形信息。

6.如權(quán)利要求5所述的面形精度檢測(cè)方法，其特征在于，在所述步驟S3中，所述干涉儀發(fā)出的光束經(jīng)過(guò)所述球面標(biāo)準(zhǔn)鏡轉(zhuǎn)換為球面波后入射到所述Hindle-Shell補(bǔ)償器，通過(guò)所述Hindle-Shell補(bǔ)償器變?yōu)榕c所述被測(cè)光學(xué)元件的面形相匹配的波前入射到所述被測(cè)光學(xué)元件，在所述被測(cè)光學(xué)元件與所述Hindle-Shell補(bǔ)償器之間進(jìn)行二次反射后，回到所述干涉儀形成包含所述被測(cè)光學(xué)元件的面形信息和所述Hindle-Shell補(bǔ)償器的干涉條紋。

7.如權(quán)利要求6所述的面形精度檢測(cè)方法，其特征在于，在步驟S1中，所述球面標(biāo)準(zhǔn)鏡的選擇如下：

所述球面標(biāo)準(zhǔn)鏡的F/#≤所述Hindle-Shell補(bǔ)償器凸面的R/#；其中，F(xiàn)/#＝f/D，f為所述球面標(biāo)準(zhǔn)鏡的焦距、D為所述球面標(biāo)準(zhǔn)鏡的口徑；R/#＝r_H/d_H，r_H是所述Hindle-Shell補(bǔ)償器凸面頂點(diǎn)的曲率半徑，d_H為所述Hindle-Shell補(bǔ)償器的口徑。

8.如權(quán)利要求6所述的面形精度檢測(cè)方法，其特征在于，在步驟S1中，所述Hindle-Shell補(bǔ)償器的設(shè)計(jì)如下：

所述Hindle-Shell補(bǔ)償器的口徑大于所述被測(cè)光學(xué)元件的口徑，且所述Hindle-Shell補(bǔ)償器的凹面為球面。