差动共焦透镜中心厚度测量方法与装置

摘要

本发明属于光学精密测量技术领域，涉及一种差动共焦透镜中心厚度测量方法与装置。该方法首先通过差动共焦定焦原理分别确定被测透镜前表面顶点和后表面顶点的位置，并获取差动共焦测头两次定位的位置坐标，然后利用光线追迹公式计算透镜中心厚度。同时在测量光路中引入环形光瞳，遮挡近轴光线，形成空心的测量光锥，削减了像差对测量结果的影响。该装置包括分光系统、物镜、差动共焦系统、测长系统和移动导轨；其中分光系统、物镜和被测透镜依次放在准直光源出射光线方向，差动共焦系统放置在分光系统反射方向，本发明利用差动共焦光锥对透镜表面精确定位，实现了透镜中心厚度的非接触高精度测量。

主权项

差动共焦透镜中心厚度测量方法，其特征在于：(a)首先，调整被测透镜，使其与差动共焦测头共光轴；(b)然后，出射差动共焦光锥的差动共焦测头沿光轴方向扫描移动，差动共焦系统通过探测差动响应信号的绝对零点值来确定差动共焦光锥顶点与被测透镜前表面顶点相重合，此时差动共焦测头的位置坐标为z1；(c)将差动共焦测头继续沿光轴方向扫描移动，再次利用差动响应信号的绝对零点值来确定差动共焦光锥顶点与被测透镜的后表面顶点相重合，此时差动共焦测头的位置为z2；(d)根据已知参数：差动共焦光锥的数值孔径角α0、被测透镜前表面的曲率半径r1、空气折射率n0、被测透镜折射率n和差动共焦测头两次定位的移动量l＝|z2-z1|，可由以下公式： d = r 1 + n 0 n · sin α 0 sin [ α 0 + arcsin ( l - r 1 r 1 · sin α 0 ) - arcsin ( n 0 n · l - r 1 r 1 · sin α 0 ) ] · ( l - r 1 ) 计算得到被测透镜的中心厚度d。