双曲面凸面反射镜面形误差的检测方法及其装置

摘要

本发明涉及一种双曲面凸面反射镜面形误差的检测方法及其装置，该方法以一束无像差的激光会聚光束作为对被测镜的凸面进行扫描的入射光束，以波前探测器作为测量工具，将入射光束焦点与被测双曲面反射镜虚焦点重合，入射光被测镜反射后，在被测双曲面反射镜的实焦点成像，成像光束经消像差准直透镜准直后进入波前探测器，由波前探测器测得该局部区域的面形误差，入射光束绕被测镜虚焦点进行径向扫描，扫描一步，被测镜绕光轴旋转一圈，如此循环，以检测出整个镜面内的各个局部面形误差，对测得的各个局部面形误差进行拼接和Zernike多项式拟合，得到整镜的面形误差。本发明为大口径双曲面凸面反射镜提供了一种低成本、高精度的检测手段。

主权项

1.一种双曲面凸面反射镜面形误差的检测方法，其特征在于，以一束无像差的激光会聚光束作为对被测镜的凸面进行扫描的入射光束，以连接于计算机上的Shack-Hartmann波前探测器作为测量工具，按以下步骤测得双曲面凸面反射镜的面形误差：a.调整所述入射光束相对被测双曲面凸面反射镜的入射角度和距离，使该光束的焦点与被测双曲面凸面反射镜的虚焦点重合；在被测双曲面凸面反射镜光轴的实焦点之后设置一消像差准直透镜，所述的Shack-Hartmann波前探测器设置在被测双曲面凸面反射镜通过消像差准直透镜所成像的共轭位置上；入射光束经过被测双曲面凸面反射镜反射后，其被照射的局部区域在被测双曲面凸面反射镜的实焦点处成像，成像光束经过消像差准直透镜准直后，进入Shack-Hartmann波前探测器；b.由Shack-Hartmann波前探测器测得上述双曲面凸面反射镜被照射的该点局部区域的面形误差δ；c.将被测双曲面凸面反射镜以其光轴为轴心按设定角度依次旋转一周，则按步骤b作法测得此周径下逐点局部区域的面形误差；d.将入射光束以被测双曲面凸面反射镜的虚焦点为轴心沿被测双曲面凸面反射镜的凸表面径向旋转一设定角度后，再按步骤c作法测得该周径下逐点局部区域的面形误差；按上述作法，入射光束从被测双曲面凸面反射镜的边缘扫描至中心为止，则测得覆盖双曲面凸面反射镜整镜面的一系列局部区域的面形误差；e.将所测得的一系列局部区域的面形误差分离出相应的相位常数、倾斜、离焦、球差、彗差和像散，并将各个局部面形误差进行拼接，然后进行整镜的Zernike多项式拟合以去除拼接误差，计算得出整镜面形误差的RMS值和PV值。