一种光学平面面形的绝对干涉测量方法

摘要

本发明涉及一种光学平面面形的绝对干涉测量方法，属于光学测量技术领域。该方法首先从测量光纤衍射的球面波经被测平面镜反射，折向并透过平板分束镜，与参考光纤衍射并被平板分束镜反射的球面波前汇合而发生干涉；干涉图用标准方法分析和处理；该步测量得到被测平面镜和平板分束镜引入的像差。然后，移除被测平面镜，移动测量光纤端面到关于被测平面镜的共轭位置，从测量光纤和参考光纤衍射的球面波汇合而再次发生干涉；该步测量得到平板分束镜引入的像差；将第一、二步测量结果相减即得到被测平面镜引入的像差，按球面波前入射角度修正即得到被测平面镜的面形。本发明实现了光学平面的全面形逐点、高精度干涉测量，是一种平面绝对干涉测量方法。

主权项

1.一种光学平面面形的绝对干涉测量方法，实现该方法的测量装置包括分光系统、测量光纤(14)、平板分束镜(15)、被测平面镜(16)、参考光纤(18)、中继透镜(19)、成像镜头(20)、CCD摄像机(21)、计算机(22)；其特征在于：其具体实施步骤如下：第一步：从分光系统进入测量光纤(14)的测量光束，在测量光纤(14)的端面发生衍射；衍射波前在被测平面镜(16)表面发生反射，反射波前是携带有被测平面镜(16)面形信息的球面波前，其球心位于测量光纤(14)端面在被测平面镜中所形成的像点P(17)；所述球面波前射向并透过平板分束镜(15)，形成测量波前；参考光纤(18)的端面位于所述像点P(17)关于平板分束镜(15)的共轭位置P′处，从参考光纤(18)端面衍射的球面波被平板分束镜(15)反射形成参考波前，并与所述测量波前汇合而发生干涉；经中继透镜(19)，成像镜头(20)用CCD摄像机(21)采集干涉图，送入计算机(22)用标准方法进行处理和分析；第二步：移除被测平面镜(16)，同时固定其他光学元件不动；将测量光纤(14)的端面移动到所述像点P(17)处；从测量光纤(14)端面衍射的球面波透过平板分束镜(15)形成测量波前；从参考光纤(18)端面衍射的球面波被平板分束镜(15)反射形成参考波前；所述参考波前与测量波前汇合而发生干涉；经中继透镜(19)，成像镜头(20)用CCD摄像机(21)采集干涉图，送入计算机(22)用标准方法进行处理和分析；第三步：从第一步结果中减去第二步结果即得到被测平面镜(16)的波差，然后将该波差按测量波前在被测平面镜(16)的入射角度进行逐点校正，即可得到被测平面镜(16)面形结果；所述被测球面镜面形获取方法如下：定义为通过上述步骤得到的被测平面镜(16)在坐标点(i，j)处的波差，其单位为波长，F(i，j)为被测平面镜(16)在(i，j)点的面形误差，则有：其中：k_i，j＝cos[α(i，j)]/2，α(i，j)为测量光束在(i，j)点的入射角度，k_i，j是在(i，j)点的修正系数；然后，通过被测平面镜(16)在(i，j)点的面形误差F(i，j)，进一步得到被测平面镜(16)面形结果。