超精密磨削大口径光学元件平面度在位检测装置及方法

摘要

本发明公开一种超精密磨削大口径光学元件平面度在位检测装置及方法，包含计算机、动态干涉仪、主测量台架、x方向导轨、z方向导轨、台架导轨、隔离装置。本发明将大口径光学元件平面度误差的检测装置与磨床相结合，实现光学元件在位检测，极大地提高加工效率，最大限度减少被测元件搬运中的引入误差。检测装置与超精密磨床采用分离式结构，不仅可以避免检测装置的精度受磨床工作振动的影响，还可以使检测装置单独使用，作为一种大口径光学元件平面度在位检测的通用设备。检测方法采用干涉拼接技术，利用本装置中动态干涉仪的高精度三维移动实现子孔径测量，扩大可检测元件的尺寸范围，有效抑制车间的环境误差，提高检测精度。

主权项

一种超精密磨削大口径光学元件平面度在位检测方法，采用一种超精密磨削大口径光学元件平面度在位检测装置进行测量，包含计算机（1）、动态干涉仪（2）、主测量台架（3）、x方向导轨（4）、z方向导轨（5）、台架导轨（6）、隔离装置（9），其特征在于：所述的动态干涉仪（2）安装在z方向导轨（5）上，用于测量被测面（8）的各个子孔径数据，传输至计算机（1）进行处理，动态干涉仪（2）的主镜处加有封闭罩；所述的主测量台架（3）为独立的移动式门架结构，沿台架导轨（6）运动，其上安装有使动态干涉仪（2）水平移动的x方向导轨（4）和上下移动的z方向导轨（5）；所述的台架导轨（6）为燕形滑动导轨，使主测量台架（3）沿y方向移动；所述的隔离装置（9）用于避免磨床（7）工作时对检测装置造成污染，其特征在于，操作步骤如下：步骤1：利用计算机（1）中测量主控软件确定平面子孔径拼接测量方案：步骤2：计算机（1）操作在位检测装置进入检测状态，磨床（7）处于停工状态，光学元件被测面（8）处于在位状态，动态干涉仪（2）主机移近磨床（7），动态干涉仪（2）的主镜防护罩打开，光学元件被测面（8）清理干净后进行检测；步骤3：调节主测量台架（3）位置，调整动态干涉仪（2）主机的位置，使动态干涉仪（2）出射波面能沿着光学元件被测面（8）上划分的第1个子孔径区域的面法线方向入射到其表面上，并在动态干涉仪（2）上观察到清晰的条纹；步骤4：光学元件被测面（8）的子孔径测量数据采集；（4‑1）利用动态干涉仪（2）获取光学元件被测面（8）的第1个子孔径测量数据，动态干涉仪（2）自动将数据输入计算机（1）中；（4‑2）计算机（1）控制动态干涉仪（2）移动相应距离，进入第2个子孔径测量位置，重复（4‑1）；（4‑3）重复（4‑2）直至获得所有子孔径的测量数据；步骤5：采集子孔径测量数据后，检测装置停止工作，脱离磨床（7）主体，进入隔离位置，加隔离装置（9）；步骤6：计算机（1）进行数据处理和分析，即对所有子孔径测量数据进行拼接：利用计算机（1）中的测量数据处理软件，对被测面（8）的所有子孔径数据按照拼接路径进行拼接，获得光学元件被测面（8）的面形分布，从而计算出平面度误差。