干涉测量光学材料均匀性的方法

摘要

一种干涉测量光学材料均匀性的方法，将光学材料加工成前后表面具有一定的夹角α的样品，利用干涉仪通过五次波面测量，然后计算得到样品的光学均匀性，为绝对测量结果。特别适合于待测元件超过干涉仪测试口径的大口径元件测量。

主权项

一种干涉测量光学材料均匀性的方法，采用干涉仪测量光学材料均匀性，其特征在于该方法包括下列步骤：①将待测的光学材料加工成样品(3)，该样品的前后表面具有一定的夹角α，样品的前后表面的面形应符合干涉测量要求，一般波面误差不大于3.3微米，满足如下条件，使前后表面的反射光分开：$\left(\frac{2\sqrt{n^2-{\sin }^2\theta }}{\cos \theta }\right)\alpha >\delta$其中δ为干涉仪的分辨角度，n为样品平均折射率，θ为入射角；②调整干涉仪的标准透射镜(1)和标准反射镜(2)平行，启动干涉仪，测量干涉仪的标准反射镜(2)的波面误差C(x,y)；③在所述的标准透射镜(1)和标准反射镜(2)之间放入所述的样品(3)，干涉仪出射光束对样品(3)的入射角为θ，定义样品表面法线转动到入射光束时逆时针为正，再测量透过样品的标准反射镜(2)的波面误差为T1(x,y)；④重新放置所述的样品(3)，该样品的位置与第③步中样品(3)的位置关于干涉仪光轴对称，即干涉仪出射光束对样品(3)的入射角为‑θ，再测量透过样品的标准反射镜(2)的波面误差为T2(x,y)；⑤移动所述的标准反射镜(2)，使所述的标准反射镜(2)与所述的样品(3)的前表面的反射光垂直，测量经样品的前表面反射的标准反射镜(2)的波面误差为A(x,y)；⑥调整所述的标准反射镜(2)，使所述的标准反射镜(2)与透过样品的后表面的反射光垂直，测量透过样品经过样品后表面反射的标准反射镜(2)的波面误差为B(x,y)；⑦数据处理：计算样品前表面的面形分布Z_a(x,y)：$Z_a(x,y)=\frac{A(x,y)-C(x,y)}{4\cos \theta };$计算Z_a(x+Δx,y)：将Z_a(x,y)水平移位Δx＝2t·tgθ'·cosθ；计算样品后表面的面形分布Z_b(x,y)：$Z_b(x,y)=\frac{B(x,y)+C(x,y)-T1(x,y)-T2(x,y)-2[Z_a(x,y)-Z_a(x+\mathrm{\Delta x},y)](n\cos {\theta }^{\prime }-\cos \theta )}{4\cos \theta }$计算θ方向均匀性分布Δn₊(x,y)：$\Delta n_{+}(x,y)=\frac{T1(x,y)-C(x,y)-2[Z_a(x,y)+Z_b(x,y)](n\cos {\theta }^{\prime }-\cos \theta )}{2\frac{t}{\cos {\theta }^{\prime }}}$计算‑θ方向均匀性分布Δn_‑(x,y)：Δn_‑(x,y)＝Δn₊(x,y)‑T1(x,y)+T2(x,y)计算折射率均匀性Δn：$\mathrm{\Delta n}=\frac{{\left(\Delta n_{+}\right)}_{\mathrm{PV}}+{\left(\Delta n_{-}\right)}_{\mathrm{PV}}}{2};$其中，(Δn₊)_PV为Δn₊(x,y)的峰谷值，(Δn_‑)_PV为Δn_‑(x,y)的峰谷值，n为样品平均折射率，t为样品厚度，θ为入射角，θ'为折射入样品中的折射角，以上在测量时为已知量。