反射式共焦透镜中心厚度测量方法

摘要

本发明属于光学精密测量技术领域，涉及一种反射式共焦透镜中心厚度测量方法。该方法通过共焦测量方法配合平面反射镜精确定位透镜前表面顶点和后表面顶点，进而通过光线追迹公式测得透镜中心厚度。本发明首次提出利用被测透镜自身发出的光束并结合共焦技术对被测透镜前、后表面顶点进行高精度定焦瞄准，很大程度上降低了被测透镜的装调难度，具有测量精度高、抗环境干扰能力强的优点，可用于透镜中心厚度的高精度检测。

主权项

1.反射式共焦透镜中心厚度测量方法，其特征在于：(a)打开点光源，其发出的光透过分光镜、准直透镜和被测透镜后由平面反射镜反射形成测量光束，测量光束照射在被测透镜前表面或后表面，被测透镜的前表面或后表面将测量光束反射，反射回来的光沿原光路返回，并由分光镜反射进入共焦测量系统；(b)调整被测透镜，使其与准直透镜共光轴，准直透镜将点光源产生的光准直成平行光照射在被测透镜上，调整平面反射镜，使其表面与平行光束光轴相垂直；(c)沿光轴方向移动平面反射镜，使测量光束的聚焦焦点与被测透镜后表面接近，在该位置附近扫描平面反射镜，由共焦测量系统测得共焦响应曲线，通过共焦响应曲线的最大值点来确定测量光束的焦点与被测透镜后表面相重合，记录此时平面反射镜的位置z₁；(d)将平面反射镜继续沿光轴向被测透镜方向移动，使测量光束的聚焦焦点与被测透镜前表面接近，在该位置附近扫描平面反射镜，由共焦测量系统测得共焦响应曲线，通过共焦响应曲线的最大值点来确定测量光束的焦点与被测透镜前表面相重合，记录此时平面反射镜的位置z₂；(e)根据已知参数：测量光束的数值孔径角α₀、被测透镜后表面的曲率半径r₂、空气折射率n₀、被测透镜折射率n和两次定位的平面反射镜移动量l=|z₂-z₁|，可由以下公式：$d=r_2+\frac{n_0}{n}·\frac{\sin {\alpha }_0}{\sin [{\alpha }_0+\arcsin (\frac{2l-r_2}{r_2}·{\sin \alpha }_0)-\arcsin (\frac{n_0}{n}·\frac{2l-r_2}{r_2}·\sin {\alpha }_0)]}·(2l-r_2)$计算得到被测透镜的中心厚度d。