反射式差动共焦透镜焦距测量方法

摘要

本发明属于光学精密测量技术领域，涉及一种反射式差动共焦透镜焦距测量方法。该方法通过差动共焦测量方法配合平面反射镜精确定位透镜表面顶点和焦点位置，进而测得透镜顶焦距及焦距。本发明首次提出通过差动共焦响应曲线过零点时对应被测透镜焦点和表面顶点特性实现精确定焦，将差动共焦测量技术扩展到透镜焦距测量领域，具有测量精度高、抗环境干扰能力强的优点，可用于透镜焦距的高精度检测。

主权项

反射式差动共焦透镜焦距测量方法，其特征在于：(a)打开点光源，其发出的光经分光镜、准直透镜和被测透镜后照射在平面反射镜上，由平面反射镜的表面反射，反射回来的光经被测透镜和准直透镜后由分光镜反射进入差动共焦测量系统；(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；平行光照射在被测透镜上，由被测透镜会聚形成测量光束照射在平面反射镜上；调整平面反射镜，使其与准直透镜共光轴；(c)沿光轴方向移动平面反射镜，使测量光束的聚焦焦点与平面反射镜表面接近；在该位置附近扫描平面反射镜，由差动共焦测量系统测得差动共焦响应曲线，通过差动共焦响应曲线的零点来确定测量光束的焦点与平面反射镜的表面相重合，进而精确确定被测透镜的焦点位置，记录此时平面反射镜的位置z1；(d)将平面反射镜沿光轴向被测透镜方向移动，使测量光束由平面反射镜反射后聚焦到被测透镜表面附近；在该位置附近扫描平面反射镜，由差动共焦测量系统测得差动共焦响应曲线，通过差动共焦响应曲线的零点来确定测量光束的焦点与被测透镜表面相重合，进而精确确定被测透镜表面顶点位置，记录此时平面反射镜的位置z2；(e)根据上述两次定焦得到的平面反射镜位置z1、z2之间的距离d，即可测得被测透镜的顶焦距lF′=2d；(f)根据被测透镜前表面曲率半径r1、后表面曲率半径r2、折射率n和厚度b，可间接测得被测透镜的焦距： f ′ = l F ′ + r 2 b n ( r 2 - r 1 ) + ( n - 1 ) b