[發明專利]一種用于真空環境下測量光學元件面形的裝置及方法

有效

• 申請號: 202110573545.1
• 申請日: 2021-05-25
• 公開（公告）號: CN113281013B
• 公開（公告）日: 2022-08-05
• 發明（設計）人: 周敏康;羅覃;馬肖杰;張恒;陳樂樂;胡忠坤
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G01M11/02
• 分類號: G01M11/02;G01J9/00;G01J9/02
• 代理公司: 武漢華之喻知識產權代理有限公司 42267
• 代理人: 廖盈春;曹葆青

1.一種用于真空環境下測量光學元件面形的裝置，其特征在于，包括：真空腔體(1)，調節單元(2)，真空測量單元(4)和面形測量單元(5)，

所述調節單元(2)設置在所述真空腔體(1)內部且設置在所述真空腔體(1)底部，用于放置光學元件(3)并實現所述光學元件(3)的水平移動和俯仰調節；

所述真空測量單元(4)連接在所述真空腔體(1)的側壁，用于測量所述真空腔體(1)內部的壓強；

所述真空腔體(1)頂部開設有玻璃窗口，通過反射鏡將激光引入所述真空腔體(1)的內部，所述面形測量單元(5)設置于所述真空腔體(1)的上方，通過所述面形測量單元(5)進行波前測量；

所述調節單元(2)包括：二維平移臺、固定鏡架(23)、第一電動鏡架(24)和第二電動鏡架(25)；

所述二維平移臺用于控制待測光學元件(3)的二維移動，所述固定鏡架(23)在測量透射光學元件面形時用于安裝參考反射鏡，所述第一電動鏡架(24)和所述第二電動鏡架(25)用于控制待測光學元件(3)的俯仰角度；

所述二維平移臺包括：設置在水平X方向的電控平移臺(21)和設置在水平Y方向的手動平移臺(22)，所述電控平移臺(21)用于控制待測光學元件(3)左右移動；所述手動平移臺(22)用于在搭建平臺時控制平臺前后移動使得電動鏡架中心對準所述真空腔體上方窗口中心。

2.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述真空腔體(1)為長方體形結構，且在長方體的上面及前后面均開設有孔，每個孔均通過石英玻璃窗口密封。

3.如權利要求1-2任一項所述的裝置，其特征在于，所述面形測量單元(5)包括擴束器和波前傳感器，所述擴束器用于擴大激光直徑；所述波前傳感器用于測量激光波前。

4.如權利要求1-2任一項所述的裝置，其特征在于，所述真空測量單元(4)包括：真空測量規管和真空計，用于實時測量真空腔體內部真空度。

5.一種基于權利要求1所述的裝置測量真空環境下透射光學元件面形的方法，其特征在于，包括下述步驟：

(1.1)將參考反射鏡放置在調節單元的固定鏡架上，將透射光學元件固定在第一電控鏡架上，并抽取真空使得真空腔體的真空度達到預設值；

(1.2)通過面形測量單元測量此時的第一波前WF1；

(1.3)控制電控平移臺將透射光學元件移到參考反射鏡正上方，并通過面形測量單元測量此時光路的第二波前WF2；

(1.4)通過將所述第二波前與所述第一波前相減獲得真空環境下透射光學元件的面形。

6.一種基于權利要求1所述的裝置測量真空環境下反射光學元件面形的方法，其特征在于，包括下述步驟：

(2.1)將參考反射鏡固定在電動鏡架上，將待測反射光學元件固定在電動鏡架上，然后抽取真空使得真空腔體的真空度達到預設值；

(2.2)通過面形測量單元測量此時的第三波前WF3；

(2.3)控制電控平移臺將待測反射光學元件移動到右側光路中心，并通過面形測量單元測量此時的第四波前WF4；

(2.4)通過將所述第四波前與所述第三波前相減獲得待測反射光學元件的面形。

7.如權利要求6所述的方法，其特征在于，包括：在步驟(2.1)中采用膠水將參考反射鏡粘接固定在電動鏡架上。

8.如權利要求5或6所述的方法，其特征在于，通過將待測光學元件安裝到真空腔體內部，實現在不同壓強下測量光學元件的面形。