光學元件面形在位檢測裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種光學檢測裝置，特別是涉及一種環(huán)拋過程中對光學元件的面形進行檢測的裝置。
【背景技術】
[0002]環(huán)形拋光技術(簡稱環(huán)拋)廣泛應用于大口徑平面光學元件的加工，環(huán)拋采用環(huán)形瀝青盤，拋光時平面光學元件放在瀝青盤的環(huán)帶上，在瀝青盤表面磨料顆粒的作用下去除材料并實現元件面形誤差的收斂。環(huán)拋技術具有加工元件中高頻誤差低的優(yōu)點，但同時也存在著低頻面形控制不穩(wěn)定、經驗依賴性較強的問題。
[0003]單塊光學元件的環(huán)拋加工一般需要經過多次加工循環(huán)，每次加工后需要下盤進行檢測，然后根據檢測的元件面形重新設定機床運行參數進行加工，直至元件面形達到指標要求。每次加工后下盤進行檢測，元件需要靜置較長時間(數小時以上)，以釋放下盤、裝夾產生的應力并進行恒溫，從而避免應力和溫度分布不均對面形檢測的影響，這些輔助檢測時間極大地延長了平面光學元件的環(huán)拋加工周期。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型所要解決的技術問題是提供一種環(huán)拋過程中光學元件面形的在位檢測裝置。
[0005]本實用新型解決技術問題所采用的技術方案是:光學元件面形在位檢測裝置，按光路依次包括:平面動態(tài)干涉儀和光路轉向反射鏡，所述平面動態(tài)干涉儀沿水平方向射出的測試光，經光路轉向反射鏡后垂直射向光學元件，所述光路轉向反射鏡設置在框架上，所述框架和平面動態(tài)干涉儀設置在光學隔振平臺上，所述框架前端的鋼板呈45度傾斜朝下，所述光路轉向反射鏡由鏡框夾持，通過三個呈直角分布的拉桿固定在所述框架的前端傾斜鋼板上。
[0006]在所述光學隔振平臺上設置有導軌，所述框架通過滑塊設置在所述導軌上，并通過框架移動控制電機控制框架沿著導軌在光學隔振平臺上前后移動。
[0007]所述三個呈直角分布的拉桿中，直角處的第一拉桿設有球鉸結構，可繞任意方向旋轉，斜下方的第二拉桿和側方的第三拉桿的伸縮長度分別通過自帶電機進行控制，以分別調節(jié)光路轉向反射鏡的俯仰角和水平角。
[0008]所述光路轉向反射鏡表面鍍有高反膜。
[0009]本實用新型的有益效果是:采用本實用新型的裝置在位檢測光學元件的面形時，平面動態(tài)干涉儀沿水平方向射出的測試光，經光路轉向反射鏡后垂直射向光學元件，透過上表面而在下表面反射后沿原路返回，與干涉儀中的參考光形成干涉，從而在位測得光學元件加工面的面形;采用本實用新型的裝置可以對環(huán)拋過程中光學元件的面形進行在位檢測，元件不用下盤就可獲得其面形分布，進而根據獲得的面形分布實時調整加工參數，以實現面形誤差的收斂。本實用新型的裝置可以大大減少環(huán)拋元件的面形檢測時間，縮短元件的加工周期。本實用新型提供的在位檢測裝置，適用于不同的環(huán)拋車間，檢測過程中穩(wěn)定性好，檢測精度高。
【附圖說明】
[0010]圖1是本實用新型裝置的光路圖。
[0011]圖2是本實用新型裝置的主視圖。
[0012]圖3是本實用新型裝置的立體圖。
[0013]圖4是本實用新型裝置的另一個方向的立體圖。
【具體實施方式】
[0014]如圖1所示，本實用新型的光學元件面形在位檢測裝置按光路依次包括:平面動態(tài)干涉儀2和光路轉向反射鏡5，在光路轉向反射鏡5下方設置待檢測的平面光學元件6。平面動態(tài)干涉儀2產生的平面光17，一部分在平面動態(tài)干涉儀2內部的參考鏡18表面反射回來，成為參考光19;另一部分透過參考鏡18沿水平方向射出，經光路轉向反射鏡5后垂直射向下方的平面光學元件6，透過平面光學元件6的上表面并在下表面產生反射，然后沿原路返回，成為測試光20，最終測試光20與參考光19在平面動態(tài)干涉儀2內部形成干涉場，從而獲取平面光學元件6的面形數據。
[0015]上述光路轉向反射鏡5設置在框架3上，框架3和平面動態(tài)干涉儀2設置在光學隔振平臺I上，如圖2-4所示。在光學隔振平臺I上設置有兩根導軌8，分別安裝于光學隔振平臺I上表面的兩側?？蚣?通過滑塊設置在兩根導軌8上，并通過框架移動控制電機4控制框架3沿著兩根導軌8在光學隔振平臺I上前后移動。
[0016]上述平面動態(tài)干涉儀2設置于光學隔振平臺I的上表面后端；上述光學隔振平臺I為常用的普通隔振平臺，通過光學隔振平臺I下方四角的四個氣囊7達到平衡與隔振的效果O
[0017]上述光路轉向反射鏡5通過鏡框設置在框架3的前端(相對于平面動態(tài)干涉儀2)，光路轉向反射鏡5可通過框架移動控制電機4從光學隔振平臺I移至位于膠盤16上的平面光學元件6的上方?？蚣?的前端鋼板呈45度傾斜朝下，以便于安裝光路轉向反射鏡5。
[0018]上述光路轉向反射鏡5由鏡框夾持，通過三個呈直角分布的拉桿固定在框架3的前端傾斜鋼板上，其中，直角處的第一拉桿13設有球鉸結構，可繞任意方向旋轉，斜下方的第二拉桿14和側方的第三拉桿15的伸縮長度分別通過自帶電機進行控制，以達到分別調節(jié)光路轉向反射鏡5的俯仰角和水平角的目的。
[0019]上述光路轉向反射鏡5表面鍍有高反膜，其面形PV小于0.U;上述平面光學元件6的上下表面均已拋光，測試時位于環(huán)拋機膠盤16上。
[0020]環(huán)拋加工時，膠盤16由主電機驅動實現勻速旋轉，同時，工件盤放在膠盤16上由主動輪驅動產生自轉，平面光學元件6放在工件盤的工件孔內，通過膠盤16上的磨料顆粒對平面光學元件6的材料去除，實現光學表面的加工。采用本實用新型的裝置在位檢測元件面形時，首先停止機床運行，開啟框架移動控制電機4，移動框架3，以使框架3前端的光路轉向反射鏡5位于待檢測的平面光學元件6中心部位的正上方;然后通過光學隔振平臺I下方四角的四個氣囊7所對應的可調彈簧桿，調節(jié)光學隔振平臺I的傾斜角，以使光學隔振平臺I上的平面動態(tài)干涉儀2的測試光的光點接近參考光的光點；再通過自帶電機微調光路轉向反射鏡5的斜下方的第二拉桿14和側方的第三拉桿15的伸縮長度，以使測試光束完全擺正而干涉條紋減到最少;平面動態(tài)干涉儀2產生的平面光17，一部分在平面動態(tài)干涉儀2內部的參考鏡18表面反射回來，成為參考光19;另一部分透過參考鏡18沿水平方向射出，經光路轉向反射鏡5后垂直射向下方的平面光學元件6，透過平面光學元件6的上表面并在下表面產生反射，然后沿原路返回，成為測試光20，最終測試光20與參考光19在平面動態(tài)干涉儀2內部形成干涉場;點擊平面動態(tài)干涉儀2配置的計算機端的測試按鈕獲取平面光學元件6的面形數據;最后開啟框架移動控制電機4收回框架3，完成測試。整個檢測過程可在一分鐘內完成。然后根據得到的元件面形數據，重新設定拋光參數，啟動機床進行拋光。
【主權項】
1.光學元件面形在位檢測裝置，其特征在于，按光路依次包括:平面動態(tài)干涉儀(2)和光路轉向反射鏡(5)，所述平面動態(tài)干涉儀(2)沿水平方向射出的測試光，經光路轉向反射鏡(5)后垂直射向光學元件，所述光路轉向反射鏡(5)設置在框架(3)上，所述框架(3)和平面動態(tài)干涉儀(2)設置在光學隔振平臺(I)上，所述框架(3)前端的鋼板呈45度傾斜朝下，所述光路轉向反射鏡(5)由鏡框夾持，通過三個呈直角分布的拉桿固定在所述框架(3)的前端傾斜鋼板上。2.如權利要求1所述的光學元件面形在位檢測裝置，其特征在于，在所述光學隔振平臺(I)上設置有導軌(8)，所述框架(3)通過滑塊設置在所述導軌(8)上，并通過框架移動控制電機(4)控制框架(3)沿著導軌(8)在光學隔振平臺(I)上前后移動。3.如權利要求1所述的光學元件面形在位檢測裝置，其特征在于，所述三個呈直角分布的拉桿中，直角處的第一拉桿(13)設有球鉸結構，可繞任意方向旋轉，斜下方的第二拉桿(14)和側方的第三拉桿(15)的伸縮長度分別通過自帶電機進行控制，以分別調節(jié)光路轉向反射鏡(5)的俯仰角和水平角。4.如權利要求1所述的光學元件面形在位檢測裝置，其特征在于，所述光路轉向反射鏡(5)表面鍍有高反膜。
【專利摘要】本實用新型提供一種環(huán)拋過程中光學元件面形的在位檢測裝置。光學元件面形在位檢測裝置，按光路依次包括：平面動態(tài)干涉儀和光路轉向反射鏡。采用本實用新型的裝置在位檢測光學元件的面形時，平面動態(tài)干涉儀沿水平方向射出的測試光，經光路轉向反射鏡后垂直射向光學元件，透過上表面而在下表面反射后沿原路返回，與干涉儀中的參考光形成干涉，從而在位測得光學元件加工面的面形；采用本實用新型的裝置可以對環(huán)拋過程中光學元件的面形進行在位檢測，元件不用下盤就可獲得其面形分布，進而根據獲得的面形分布實時調整加工參數，以實現面形誤差的收斂。本實用新型的裝置可以大大減少環(huán)拋元件的面形檢測時間，縮短元件的加工周期。
【IPC分類】G01B11/24
【公開號】CN205262414
【申請?zhí)枴緾N201520666791
【發(fā)明人】廖德鋒, 謝瑞清, 趙世杰, 陳賢華, 王健, 陳健, 趙智亮, 許喬
【申請人】成都精密光學工程研究中心
【公開日】2016年5月25日
【申請日】2015年8月31日