本技術(shù)涉及干涉測(cè)量，尤其涉及一種反射式點(diǎn)衍射干涉儀以及面型測(cè)量方法。

背景技術(shù)：

1、相關(guān)技術(shù)中，最常見的光學(xué)面型高精度檢測(cè)方法為反射式針孔點(diǎn)衍射干涉儀，如圖1所示，其利用微小針孔作為點(diǎn)衍射產(chǎn)生出射球面波，出射球面波的一部分作為參考光，另一部分作為測(cè)試光。測(cè)試光照射待測(cè)鏡，在衍射板的針孔處鍍金屬反射膜，經(jīng)待測(cè)鏡反射后聚焦的光回到緊靠針孔處后經(jīng)反射與球面波另一部分的參考光重合干涉，通過分析干涉圖樣可實(shí)現(xiàn)待測(cè)鏡面型的高精度檢測(cè)。由于出射球面波需要分成兩部分，可測(cè)量的鏡面數(shù)值孔徑范圍受到較大限制。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本技術(shù)提供一種反射式點(diǎn)衍射干涉儀以及面型測(cè)量方法，解決了相關(guān)技術(shù)中無法滿足大數(shù)值孔徑光學(xué)元件的高精度面型檢測(cè)的技術(shù)問題，實(shí)現(xiàn)了提高測(cè)量數(shù)值孔徑范圍的技術(shù)效果。

2、為了達(dá)到上述目的，本技術(shù)采用的主要技術(shù)方案包括：

3、第一方面，本技術(shù)實(shí)施例提供一種反射式點(diǎn)衍射干涉儀，包括衍射板，所述衍射板上設(shè)有截面為橢圓形的針孔，其中：第一偏振光入射至所述針孔的第一主光軸，第二偏振光入射至所述針孔的第二主光軸，且所述第一偏振光和所述第二偏振光的偏振方向相互垂直；所述針孔在所述第一主光軸和所述第二主光軸方向上的投影均為圓形；所述第一偏振光透過所述針孔發(fā)生衍射形成第一球面波，作為干涉測(cè)量的參考光；所述第二偏振光透過所述針孔發(fā)生衍射形成第二球面波并照向待測(cè)鏡，經(jīng)所述待測(cè)鏡反射，在緊靠所述針孔處聚焦并反射后，作為干涉測(cè)量的測(cè)試光，所述測(cè)試光與所述參考光經(jīng)偏振移相生成瞬態(tài)移相干涉圖，所述瞬態(tài)移相干涉圖用于提取待測(cè)鏡的面型信息。

4、本技術(shù)實(shí)施例提供的反射式點(diǎn)衍射干涉儀，包括衍射板，所述衍射板上設(shè)有截面為橢圓形的針孔，其中：第一偏振光入射至所述針孔的第一主光軸，第二偏振光入射至所述針孔的第二主光軸，且所述第一偏振光和所述第二偏振光的偏振方向相互垂直；所述針孔在所述第一主光軸和所述第二主光軸方向上的投影均為圓形；所述第一偏振光透過所述針孔發(fā)生衍射形成第一球面波，作為干涉測(cè)量的參考光；所述第二偏振光透過所述針孔發(fā)生衍射形成第二球面波并照向待測(cè)鏡，經(jīng)所述待測(cè)鏡反射，在緊靠所述針孔處聚焦并反射后，作為干涉測(cè)量的測(cè)試光，所述測(cè)試光與所述參考光經(jīng)偏振移相生成瞬態(tài)移相干涉圖，所述瞬態(tài)移相干涉圖用于提取待測(cè)鏡的面型信息，解決了相關(guān)技術(shù)中無法滿足大數(shù)值孔徑光學(xué)元件的高精度面型檢測(cè)的技術(shù)問題，實(shí)現(xiàn)了提高測(cè)量數(shù)值孔徑范圍的技術(shù)效果。

5、可選地，所述干涉儀還包括：偏振移相系統(tǒng)，用于將線偏振光分成所述第一偏振光和所述第二偏振光，通過改變所述參考光和所述測(cè)試光的偏振態(tài)以實(shí)現(xiàn)移相；成像系統(tǒng)，用于接收所述參考光和所述測(cè)試光，以獲得瞬態(tài)移相干涉圖。

6、可選地，所述偏振移相系統(tǒng)具體包括半波片、偏振分光棱鏡、四分之一波片、以及偏振陣列，其中：線偏振光經(jīng)過半波片與偏振分光棱鏡后分為偏振方向相互垂直的所述第一偏振光和所述第二偏振光；其中，所述半波片用于調(diào)整所述第一偏振光和所述第二偏振光的光強(qiáng)比；所述參考光和所述測(cè)試光經(jīng)過四分之一波片變?yōu)閮蓚€(gè)旋向相反的圓偏振光后，被偏振陣列移相。

7、可選地，所述成像系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)采用像方遠(yuǎn)心光路，具體包括第三物鏡、管鏡、成像透鏡和圖像傳感器，其中，所述參考光和所述測(cè)試光經(jīng)過第三物鏡、管鏡和成像透鏡后，在圖像傳感器中生成瞬態(tài)移相干涉圖。

8、可選地，所述干涉儀還包括：對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)，用于引導(dǎo)測(cè)試光對(duì)準(zhǔn)，以提高待測(cè)鏡的測(cè)量精度，所述對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)具體包括第一物鏡、第二物鏡、第三物鏡、大視場(chǎng)物鏡、管鏡、分光棱鏡和工業(yè)相機(jī)，其中：所述測(cè)試光和所述參考光經(jīng)過管鏡和分光棱鏡后分為反射光波和透射光波，其中反射光波聚焦于工業(yè)相機(jī)中形成測(cè)試光光斑和參考光光斑，透射光波用于獲得瞬態(tài)移相干涉圖；大視場(chǎng)物鏡用于根據(jù)所述測(cè)試光光斑和所述參考光光斑的相對(duì)位置，粗調(diào)所述待測(cè)鏡與衍射板的相對(duì)位置，第三物鏡用于根據(jù)所述測(cè)試光光斑和參考光光斑的相對(duì)位置，精調(diào)所述待測(cè)鏡與衍射板的相對(duì)位置，使得所述第二球面波經(jīng)所述待測(cè)鏡反射后在緊靠所述針孔處聚焦；第一物鏡和第二物鏡用于根據(jù)所述測(cè)試光光斑和所述參考光光斑的能量分布，調(diào)節(jié)第一物鏡、第二物鏡與衍射板的相對(duì)位置，使得第一偏振光和第二偏振光分別經(jīng)過第一物鏡和第二物鏡后形成的彌散斑中能量最強(qiáng)區(qū)域入射至所述針孔。

9、可選地，所述干涉儀還包括激光器和前處理系統(tǒng)，其中，所述前處理系統(tǒng)用于對(duì)激光器出射的激光進(jìn)行前處理，所述前處理系統(tǒng)包括擴(kuò)束鏡、第四物鏡、旋轉(zhuǎn)毛玻璃、設(shè)有小孔的掩膜板、第五物鏡以及偏振片，其中：激光器出射的激光經(jīng)過擴(kuò)束鏡擴(kuò)束和準(zhǔn)直后，通過第四物鏡和旋轉(zhuǎn)毛玻璃后聚焦于掩膜板的小孔處，經(jīng)過第五物鏡后變成平行光，經(jīng)過偏振片后出射為線偏振光。

10、可選地，所述衍射板為玻璃基底上鍍一層鉻膜，并在鉻膜上刻蝕所述針孔，所述玻璃基底的材料為c7980，厚度設(shè)為3mm。

11、可選地，所述干涉儀還包括hindle球，所述hindle球設(shè)于所述衍射板和所述待測(cè)鏡之間，用于測(cè)量凸面球面型的待測(cè)鏡。

12、第二方面，本技術(shù)實(shí)施例提供一種面型測(cè)量方法，所述面型測(cè)量方法是基于上述的反射式點(diǎn)衍射干涉儀實(shí)現(xiàn)的，所述方法包括：在干涉儀上設(shè)置帶有針孔的衍射板，所述針孔的截面設(shè)置為橢圓形；將線偏振光分為偏振方向相互垂直的第一偏振光和第二偏振光；所述第一偏振光入射至所述針孔的第一主光軸，所述第二偏振光入射至所述針孔的第二主光軸；所述針孔在所述第一主光軸和所述第二主光軸方向上的投影均為圓形；所述第一偏振光透過所述針孔發(fā)生衍射形成第一球面波，作為干涉測(cè)量的參考光，所述第二偏振光透過所述針孔發(fā)生衍射形成第二球面波并照向待測(cè)鏡，經(jīng)所述待測(cè)鏡反射，在緊靠所述針孔處聚焦并反射后，作為干涉測(cè)量的測(cè)試光，所述測(cè)試光與所述參考光經(jīng)偏振移相生成瞬態(tài)移相干涉圖；分析所述瞬態(tài)移相干涉圖，并根據(jù)分析結(jié)果提取待測(cè)鏡的面型信息。

13、可選地，所述方法還包括：將所述測(cè)試光和所述參考光經(jīng)過管鏡和分光棱鏡后分為反射光波和透射光波，其中反射光波聚焦于工業(yè)相機(jī)中形成測(cè)試光光斑和參考光光斑，透射光波用于獲得瞬態(tài)移相干涉圖；根據(jù)所述測(cè)試光光斑和參考光光斑的相對(duì)位置，調(diào)節(jié)待測(cè)鏡與衍射板的相對(duì)位置，使得所述第二球面波經(jīng)所述待測(cè)鏡反射后，在緊靠所述針孔處聚焦；根據(jù)所述測(cè)試光光斑和所述參考光光斑的能量分布，調(diào)節(jié)第一物鏡、第二物鏡與衍射板的相對(duì)位置，使得第一偏振光和第二偏振光分別經(jīng)過第一物鏡和第二物鏡后形成的彌散斑中能量最強(qiáng)區(qū)域入射至所述針孔。

14、第三方面，本技術(shù)實(shí)施例提供一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括：存儲(chǔ)器和處理器，所述存儲(chǔ)器和所述處理器之間互相通信連接，所述存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)指令，所述處理器通過執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)指令，從而執(zhí)行上述的面型測(cè)量方法。

15、第四方面，本技術(shù)實(shí)施例提供一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)指令，所述計(jì)算機(jī)指令用于使計(jì)算機(jī)執(zhí)行上述的面型測(cè)量方法。

16、第五方面，本技術(shù)實(shí)施例提供一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括計(jì)算機(jī)指令，所述計(jì)算機(jī)指令用于使計(jì)算機(jī)執(zhí)行上述的面型測(cè)量方法。