[發明專利]一種棒鏡的面形檢測裝置及方法

在審

• 申請號: 202210331812.9
• 申請日: 2022-03-31
• 公開（公告）號: CN114705132A
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發明（設計）人: 賀鵬;李學雷;張宇燁;張勇;肖志全
• 申請（專利權）人: 湖北優光科學儀器有限公司
• 主分類號: G01B11/24
• 分類號: G01B11/24
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 祝蓉蓉

本發明公開了一種棒鏡的面形檢測裝置，包括測量主機、激光干涉儀、平面標準鏡、CGH鏡頭以及用于固定棒鏡的工作臺；所述激光干涉儀發出的平行光束到達平面標準鏡后分為兩路，第一路光束被平面標準鏡反射回激光干涉儀；第二路光束透過平面標準鏡后到達CGH鏡頭，經CGH鏡頭匯聚后到達棒鏡的表面，再經過棒鏡的表面反射后沿原光路返回至激光干涉儀，反射回來的第二路光束與第一路光束在激光干涉儀中產生干涉，測量主機通過測量干涉條紋的彎曲程度得到棒鏡反射面的面形，通過工作臺水平轉動棒鏡得到棒鏡不同區域的面形。本發明的面形檢測裝置結構簡單，能快速準確地檢測棒鏡各個區域的面形信息，可直觀地根據干涉條紋的彎曲程度來判斷棒鏡反射面的面形。

技術領域

本發明屬于棒鏡面形檢測技術領域，具體涉及一種棒鏡的面形檢測裝置及方法。

背景技術

一般的光學面形檢驗方法都是相對測量法，由于干涉儀系統誤差及參考平面誤差，測量結果相對于實際平面有一定的偏差。當測量精度要求很高時，必須消除干涉儀的系統誤差和參考平面誤差，于是提出了絕對檢測技術。絕對檢測就是通過消除干涉儀器的系統誤差和參考平面誤差對測量結果的影響來得到待測件的絕對面形信息。絕對檢測在原理上不引入干涉儀系統誤差和參考表面誤差，能夠得到光學平面的絕對信息。

1954年，P.B.Keenan提出了一種偽剪切干涉計量測試技術(Pseudo shearInterferometry,又稱為差分法或平移相減法)。偽剪切法絕對檢測是通過標準平面和待測件在某一固定位置的測量結果和待測件在兩個相互垂直方向移動后的測量結果相減后再累加求出待測件的絕對面形，在三次測量過程中控制干涉儀系統誤差不變，差分法現已被廣泛應用于光學面形的絕對測量。一般的差分法需測得零位以及互相垂直的兩個方向上的波面信息，即需測得三組數據，且兩軸上數據均需與零位數據相減，如零位數據的誤差會被代入兩次計算過程中，容易產生較大誤差。

目前市面上對于棒鏡這類產品沒有較好的較精確的測量方法，傳統檢測采用樣板檢測，樣板檢測是接觸式測量，容易損傷表面光潔度，且是用人眼判斷，需要一定的經驗，不同的人檢測結果存在差異，測量誤差較大。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術存在的問題，提供一種棒鏡的面形檢測裝置及方法。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種棒鏡的面形檢測裝置，包括測量主機、激光干涉儀、平面標準鏡、CGH鏡頭以及用于固定棒鏡的工作臺；

所述激光干涉儀發出的平行光束到達平面標準鏡后分為兩路，第一路光束被平面標準鏡反射回激光干涉儀；第二路光束透過平面標準鏡后到達CGH鏡頭，經CGH鏡頭匯聚后到達棒鏡的表面，再經過棒鏡的表面反射后沿原光路返回至激光干涉儀，反射回來的第二路光束與第一路光束在激光干涉儀中產生干涉，測量主機通過測量干涉條紋的彎曲程度得到棒鏡反射面的面形，通過工作臺水平轉動棒鏡得到棒鏡不同區域的面形。

本發明的面形檢測裝置結構簡單，能快速準確地檢測棒鏡各個區域的面形信息，可直觀地根據干涉條紋的彎曲程度來判斷棒鏡反射面的面形，干涉條紋彎曲越嚴重表明棒鏡對應反射面的面形波動越大。

具體地，所述第二路光束透過CGH鏡頭后，轉化為在傳播方向匯聚、在垂直于傳播方向平行的光束；所述第二路光束在CGH鏡頭的焦平面處聚焦成一條豎直的線形光，所述線形光與棒鏡的軸線重合，此時第二路光束經過CGH鏡頭匯聚后的光束均與棒鏡的外表面垂直，從而保證所有的第二路光束均能沿原路返回到激光干涉儀中與平面標準鏡反射的第一路光束進行干涉。

具體地，所述工作臺包括夾持機構、旋轉機構、俯仰調節機構和位移機構；

所述夾持機構安裝在旋轉機構上，用于夾持棒鏡；

所述旋轉機構安裝在俯仰調節機構上，用于在水平方向旋轉棒鏡，調整棒鏡不同的待測區域；