本發(fā)明屬于光學(xué)元件檢測(cè)，具體涉及一種非球面光學(xué)元件面形檢測(cè)裝置和方法。

背景技術(shù)：

1、光學(xué)元件是光學(xué)系統(tǒng)的核心組成部分，在光學(xué)技術(shù)的發(fā)展中占據(jù)了重要地位，光學(xué)元件制造技術(shù)的提升也深刻影響著光學(xué)技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用。非球面元件可以改善系統(tǒng)的成像質(zhì)量，減輕系統(tǒng)的整體質(zhì)量等，進(jìn)而使得光學(xué)系統(tǒng)的整體性能得到改善。隨著制造技術(shù)的不斷發(fā)展，非球面光學(xué)元件已經(jīng)在越來(lái)越多的領(lǐng)域之中得到了廣泛的使用，例如醫(yī)療設(shè)備，光刻設(shè)備，攝像鏡頭，激光束整形系統(tǒng)等等。

2、光學(xué)元件的面形質(zhì)量是影響光學(xué)系統(tǒng)的像質(zhì)或波像差的重要因素，光學(xué)零件的面形質(zhì)量越高，光學(xué)系統(tǒng)才能更加接近設(shè)計(jì)值。因此，高效檢測(cè)制造大批量的超精密光學(xué)零件對(duì)目前面形檢測(cè)技術(shù)提出新的挑戰(zhàn)。目前，現(xiàn)有的檢測(cè)裝置同時(shí)檢測(cè)兩種不同非球面構(gòu)成的光學(xué)元件具有交叉干擾，檢測(cè)裝置復(fù)雜性增加的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明為了滿(mǎn)足多種材料測(cè)量需求，并能對(duì)由任意兩種不同非球面構(gòu)成的光學(xué)元件實(shí)現(xiàn)高精度、高性能、通用化面形測(cè)量，提高測(cè)量的穩(wěn)定性，進(jìn)而提出一種非球面光學(xué)元件面形檢測(cè)裝置和方法。

2、本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：

3、一種非球面光學(xué)元件面形檢測(cè)裝置，包括

4、激光光源，用于發(fā)射激光；

5、分束器一，將激光分為兩束光學(xué)特性完全相同的激光；

6、雙cgh，將兩束激光生成兩種不同波前；

7、兩個(gè)泰曼格林干涉模塊，通過(guò)兩個(gè)通道光纖分別接收兩種不同波前的激光，并將激光反射至對(duì)應(yīng)的兩個(gè)檢測(cè)待測(cè)元件；

8、支撐臺(tái)，用于放置兩個(gè)檢測(cè)待測(cè)元件。

9、一種非球面光學(xué)元件面形的檢測(cè)方法，包括以下步驟：

10、s1.穩(wěn)定光源：打開(kāi)激光光源；

11、s2.調(diào)整檢測(cè)裝置：使非球面光學(xué)元件面形檢測(cè)裝置能夠穩(wěn)定運(yùn)行；

12、s3.進(jìn)行相移：調(diào)整泰曼格林干涉模塊進(jìn)行相移；

13、s4.采集干涉圖；

14、s5.整合信息，計(jì)算待測(cè)元件的面形信息；

15、s6.切換待測(cè)元件，調(diào)整檢測(cè)裝置，繼續(xù)測(cè)量。

16、本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果：

17、本發(fā)明使用可調(diào)波長(zhǎng)激光器作為激光光源，通過(guò)調(diào)節(jié)波長(zhǎng)可以滿(mǎn)足不同材料的測(cè)量需求；使用可同時(shí)生成兩種不同波前的雙cgh來(lái)滿(mǎn)足由任意兩種非球面組成的光學(xué)元件面形測(cè)量需求；使用雙cgh和光纖簡(jiǎn)化的雙通道干涉系統(tǒng)設(shè)計(jì)，減少交叉干擾的可能性，簡(jiǎn)化光學(xué)配置和調(diào)整難度，

18、本發(fā)明還設(shè)計(jì)了一種分束器內(nèi)部調(diào)整機(jī)構(gòu)，可以同時(shí)調(diào)節(jié)分光鏡的角度調(diào)整、位移調(diào)整及元件固定，實(shí)現(xiàn)光軸對(duì)準(zhǔn)、分光比調(diào)節(jié)，滿(mǎn)足特定應(yīng)用需求、調(diào)整光學(xué)元件的角度，以?xún)?yōu)化光束路徑或提高系統(tǒng)的整體性能、進(jìn)行精確定位，適應(yīng)不同實(shí)驗(yàn)條件的作用。

19、本發(fā)明可以滿(mǎn)足多種材料的面形測(cè)量需求，對(duì)任意兩種非球面組成的光學(xué)元件實(shí)現(xiàn)高精度、高性能、通用化的面形測(cè)量。

技術(shù)特征：

1.一種非球面光學(xué)元件面形檢測(cè)裝置，其特征在于：包括

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種非球面光學(xué)元件面形檢測(cè)裝置，其特征在于：所述泰曼格林干涉模塊(5)包括

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種非球面光學(xué)元件面形檢測(cè)裝置，其特征在于：所述分束器一(2)和分束器二(5-2)內(nèi)均設(shè)置有分束器內(nèi)部調(diào)整夾具；所述分束器內(nèi)部調(diào)整夾具包括夾具臂一(5-2-1)、夾具臂二(5-2-2)、可旋轉(zhuǎn)伸縮臂(5-2-3)、支撐臺(tái)(5-2-4)、分束鏡固定器(5-2-5)、分束鏡(5-2-6)、滑軌一(5-2-7)及滑軌二(5-2-8)；所述夾具臂一(5-2-1)和夾具臂二(5-2-2)平行設(shè)置，所述滑軌一(5-2-7)和滑軌二(5-2-8)一端分別與兩個(gè)夾具臂一(5-2-1)和夾具臂二(5-2-2)連接，且均沿夾具臂一(5-2-1)長(zhǎng)度方向設(shè)置，所述支撐臺(tái)(5-2-4)滑動(dòng)安裝在滑軌一(5-2-7)和滑軌二(5-2-8)上，所述分束鏡(5-2-6)通過(guò)分束鏡固定器(5-2-5)安裝在支撐臺(tái)(5-2-4)上，所述分束鏡固定器(5-2-5)安裝在可旋轉(zhuǎn)伸縮臂(5-2-3)上，由可旋轉(zhuǎn)伸縮臂(5-2-3)帶動(dòng)其移動(dòng)，所述可旋轉(zhuǎn)伸縮臂(5-2-3)通過(guò)基座固定在夾具臂一(5-2-1)和夾具臂二(5-2-2)上。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種非球面光學(xué)元件面形檢測(cè)裝置，其特征在于：所述激光光源(1)為可調(diào)波長(zhǎng)激光器。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種非球面光學(xué)元件面形檢測(cè)裝置，其特征在于：所述通道光纖(4)為單模光纖。

6.一種利用權(quán)利要求1～5任意一項(xiàng)所述的非球面光學(xué)元件面形檢測(cè)裝置的方法，其特征在于：包括以下步驟：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種非球面光學(xué)元件面形的檢測(cè)方法，其特征在于：所述s2中，調(diào)整檢測(cè)裝置的具體步驟為：

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種非球面光學(xué)元件面形的檢測(cè)方法，其特征在于：所述s3中，進(jìn)行相移的具體過(guò)程為：將兩個(gè)相位調(diào)制器(5-3)同時(shí)設(shè)置為0相位狀態(tài)，之后同時(shí)調(diào)整兩個(gè)相位調(diào)制器(5-3)的相位狀態(tài)，每次調(diào)整相位為π/2，進(jìn)行五步相移。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種非球面光學(xué)元件面形的檢測(cè)方法，其特征在于：所述s4中，采集干涉圖的具體過(guò)程為：同時(shí)控制兩個(gè)相位調(diào)制器(5-3)進(jìn)行五步相移，每相移一次兩個(gè)圖像采集器(5-6)分別采集一幅干涉圖，兩個(gè)圖像采集器(5-6)分別共采集五幅干涉圖。

10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種非球面光學(xué)元件面形的檢測(cè)方法，其特征在于：所述s6中，切換待測(cè)元件(7)，調(diào)整檢測(cè)裝置，繼續(xù)測(cè)量的具體過(guò)程為：如果待測(cè)元件(7)使用了不同材料或者由另外兩種非球面組成，則改變激光光源(1)的波長(zhǎng)或使雙cgh(3)生成特定波前來(lái)滿(mǎn)足測(cè)量要求；接著通過(guò)分束器內(nèi)部調(diào)整夾具進(jìn)行光軸對(duì)準(zhǔn)等工作，重復(fù)s1到s5。

技術(shù)總結(jié)
一種非球面光學(xué)元件面形檢測(cè)裝置和方法，屬于光學(xué)元件檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域。檢測(cè)裝置，包括激光光源，分束器一，雙CGH，兩個(gè)泰曼格林干涉模塊，支撐臺(tái)。檢測(cè)方法，S1.穩(wěn)定光源；S2.調(diào)整檢測(cè)裝置；S3.進(jìn)行相移；S4.采集干涉圖；S5.整合信息；S6.切換待測(cè)元件。本發(fā)明使用可調(diào)波長(zhǎng)激光器作為激光光源，通過(guò)調(diào)節(jié)波長(zhǎng)可以滿(mǎn)足不同材料的測(cè)量需求；使用可同時(shí)生成兩種不同波前的雙CGH來(lái)滿(mǎn)足由任意兩種非球面組成的光學(xué)元件面形測(cè)量需求；使用雙CGH和光纖簡(jiǎn)化的雙通道干涉系統(tǒng)設(shè)計(jì)，減少交叉干擾的可能性，簡(jiǎn)化光學(xué)配置和調(diào)整難度，本發(fā)明可以滿(mǎn)足多種材料的面形測(cè)量需求，對(duì)任意兩種非球面組成的光學(xué)元件實(shí)現(xiàn)高精度、高性能、通用化的面形測(cè)量。

技術(shù)研發(fā)人員：李國(guó),于鯤鵬,姜洋,呂健豪,趙書(shū)鵬
受保護(hù)的技術(shù)使用者：哈爾濱理工大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6