一种光学平面面形的光纤点衍射移相干涉测量方法

摘要

本发明的一种光学平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。从测量光纤衍射的球面波透过分束镜，在被测平面镜表面反射后折回；该球面波前被分束镜反射，与参考光纤衍射并透过分束镜的球面波前汇合而发生干涉；干涉图用标准方法进行分析和处理；该步测量得到被测平面镜面形和分束镜引入的像差；移除被测平面镜，移动测量光纤到参考光纤端面关于分束镜的共轭位置，从参考光纤衍射的球面波前与从测量光纤衍射的球面波前汇合而再次发生干涉；该步测量得到分束镜引入的像差；第一步的测量结果与第二步相减得到被测平面镜的面形。本发明的平面面形测量结果精度高，为平面面形的绝对测量方法，扩展了点衍射干涉测量方法的应用范围。

主权项

一种光学平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)、分束镜(15)、被测平面镜(16)、像点P(17)、参考光纤(18)、成像镜头(19)、CCD摄像机(20)和计算机(21)；第一步：从分光系统进入测量光纤(14)并发生衍射的球面波前透过分束镜(15)，在被测平面镜(16)的表面反射并折回；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)的端面通过分束镜(15)在被测平面镜(16)中所形成的像点P(17)；上述球面波前再次被分束镜(15)反射，形成测量波前；参考光纤(18)的端面放置于像点P(17)关于分束镜(15)的共轭位置，从参考光纤(18)的端面衍射的球面波透过分束镜(15)形成参考波前，与上述测量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：移除被测平面镜(16)，保持其他光学元件原位不动；将测量光纤(14)的端面移动到像点P(17)的位置；从测量光纤(14)的端面衍射的球面波被分束镜(15)反射形成测量波前；从参考光纤(18)的端面衍射的球面波透过分束镜(15)形成参考波前；上述参考波前与测量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；第一步的测量结果减去第二步的测量结果即得到被测平面镜(16)的波差；被测球面镜(16)的面形计算如下：设φ(x，y)是通过上述运算得到的被测平面镜(16)中坐标点(x，y)处的波差，被测平面镜(16)在(x，y)点的面形为F(x，y)，有：F(x，y)＝λ·φ(x，y)·cos[θ(x，y)]/4π其中λ是光波长，θ(x，y)是测量光束在(x，y)点的入射角度。