[發明專利]透鏡球差測量系統及方法

有效

• 申請號: 202110414174.2
• 申請日: 2021-04-16
• 公開（公告）號: CN113125121B
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發明（設計）人: 林建東;羅先萍;任玉松;秦屹
• 申請（專利權）人: 森思泰克河北科技有限公司
• 主分類號: G01M11/02
• 分類號: G01M11/02
• 代理公司: 石家莊國為知識產權事務所 13120
• 代理人: 彭競馳

本發明公開了一種透鏡球差測量系統及方法，該系統包括：光源產生裝置、第一軸錐鏡、第二軸錐鏡、被測透鏡、光電探測器和控制裝置；光源產生裝置，用于產生單色均勻的平行光；第一軸錐鏡、第二軸錐鏡和被測透鏡沿探測光束的傳輸方向依次共光軸布置；光電探測器的感光面位于被測透鏡的焦點處，且與被測透鏡的光軸垂直；光電探測器，用于檢測到達感光面的探測光束的光強分布信息，將光強分布信息發送給控制裝置。通過改變第一軸錐鏡和第二軸錐鏡之間的距離，來改變入射到所述被測透鏡的探測光束邊緣離光軸的高度，從而快速測量邊緣離光軸的高度不同的探測光束入射時被測透鏡的球差。

技術領域

本申請屬于光學元件測量技術領域，尤其涉及一種透鏡球差測量系統及方法。

背景技術

球差是最基本的幾何像差，是限制光學系統分辨本領的主要因素。

目前，球差測量通常采用哈特曼測量法。哈特曼測量法是基于幾何光學原理，由準直系統出射的平行光經過具有若干不同高度的小孔光闌的哈特曼光闌后，在焦點附近與兩個截面相交并得出其坐標，利用光線追跡軌跡進行球差的測量，其操作繁復，測量工作繁重，測量效率低。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種透鏡球差測量系統及方法，旨在解決球差測量的測量效率低的問題。

本發明實施例的第一方面提供了一種透鏡球差測量系統，其特征在于，包括：光源產生裝置、第一軸錐鏡、第二軸錐鏡、被測透鏡、光電探測器和控制裝置；

所述光源產生裝置，用于產生探測光束；所述探測光束為單色均勻的平行光；所述光源產生裝置的出光口設有用于遮擋部分探測光束的遮光板；

所述第一軸錐鏡、所述第二軸錐鏡和所述被測透鏡沿所述探測光束的傳輸方向依次共光軸布置；所述第一軸錐鏡的底面和所述第二軸錐鏡的底面相對布置，或者，所述一軸錐鏡的錐面和所述第二軸錐鏡的錐面相對布置；所述第一軸錐鏡和所述第二軸錐鏡之間的距離可調；所述第一軸錐鏡和第二軸錐鏡為相同的軸錐鏡；

所述光電探測器的感光面位于所述被測透鏡的焦點處，且與所述被測透鏡的光軸垂直；

所述光電探測器，用于檢測到達所述感光面的探測光束的光強分布信息，將所述光強分布信息發送給所述控制裝置。

本發明實施例的第二方面提供了一種透鏡球差測量方法，應用于上述第一方面所述的透鏡球差測量系統，包括：

調節遮光板，以使所述遮光板遮擋部分的探測光束；

移動第一軸錐鏡和/或第二軸錐鏡，以調節所述第一軸錐鏡和所述第二軸錐鏡之間的距離至多個指定距離；

通過控制裝置記錄每個指定距離時所述光電探測器檢測到的光強分布信息；

針對每個指定距離，根據該指定距離對應的光強分布信息，確定所述被測透鏡在經過該指定距離對應的等效光闌后的探測光束入射時的球差；所述指定距離對應的等效光闌為所述第一軸錐鏡和所述第二軸錐鏡之間呈該指定距離時所等效的光闌。

本發明實施例的第三方面提供了一種透鏡球差測量方法，應用于上述第一方面所述的透鏡球差測量系統，包括：

調節遮光板，以使所述遮光板遮擋部分的探測光束；

控制致動器驅動第一軸錐鏡和/或第二軸錐鏡移動，以調節所述第一軸錐鏡和所述第二軸錐鏡之間的距離至多個指定距離；

通過控制裝置記錄每個指定距離時所述光電探測器檢測到的光強分布信息；

針對每個指定距離，所述控制裝置根據該指定距離對應的光強分布信息，確定所述被測透鏡在經過該指定距離對應的等效光闌后的探測光束入射時的球差；所述指定距離對應的等效光闌為所述第一軸錐鏡和所述第二軸錐鏡之間呈該指定距離時所等效的光闌。