一种光学球面面形的光纤点衍射移相干涉测量方法

摘要

本发明的一种光学球面面形的光纤点衍射移相干涉测量方法，属于光学测量技术领域。首先测量光纤衍射的球面波通过分光棱镜反射到辅助正透镜，被变换为汇聚球面波并在被测球面的表面反射，携带被测球面信息的反射波前通过辅助正透镜、透过分光棱镜汇聚到参考光纤端面，形成测量波前；移走被测球面，其他光学元件保持不动，在辅助正透镜焦点处放置平面反射镜，用同样方法可测量辅助正透镜、分光棱镜及参考光纤端面粗糙度所带入的像差。本发明的凸球面和凹球面测量都分为两步来实现，两步测量都利用了接近理想的点衍射球面波作为参考波前，能够保证两次干涉测量的高精度，也就能够保证最终球面面形测量结果的精度。

主权项

一种光学球面面形的光纤点衍射移相干涉测量方法，实现该方法的测量装置包括分光系统、测量光纤(14)、参考光纤(15)、分光棱镜(16)、辅助正透镜(17)、被测球面镜、端面(19)、成像镜头(20)、CCD摄像机(21)、计算机(22)，被测球面镜为凸面镜(18)或凹面镜(24)，其特征在于：被测球面镜球心置于辅助正透镜(17)的焦点处；第一步：从分光系统进入测量光纤(14)并发生衍射的球面波通过分光棱镜(16)反射到辅助正透镜(17)，被变换为汇聚的球面波前；上述汇聚球面波前在被测球面镜的表面反射，反射波前携带了被测球面镜的面形信息；上述反射波前通过辅助正透镜(17)，透过分光棱镜(16)汇聚到参考光纤(15)端面(19)，形成第一测量波前；参考光纤(15)端面(19)被抛光成28°斜面并镀半透半反膜，上述第一测量波前在参考光纤(15)端面(19)作镜向反射，反射的测量波前与参考光纤(15)自身衍射的高精度球面波前汇合而发生干涉；干涉图采用标准方法进行处理和分析；第二步：移除被测球面镜，保持其他光学元件原位不动，在辅助正透镜(17)的焦点处放置平面反射镜(23)；由测量光纤(14)衍射的球面波通过分光棱镜(16)反射到辅助正透镜(17)，被变换为汇聚的球面波前；该汇聚球面波前被上述平面反射镜(23)反射，反射波前通过辅助正透镜(17)，透过分光棱镜(16)，汇聚到参考光纤(15)端面(19)，形成第二测量波前；上述第二测量波前在参考光纤(15)端面(19)作镜向反射，反射的测量波前与参考光纤(15)自身衍射的高精度球面波前汇合而发生干涉；干涉图采用标准方法进行处理和分析；第一步测量结果减去第二步测量结果即得到被测球面镜的波差；将该波差除以2即得到被测球面镜的面形。