[发明专利]基于斐索干涉仪的透镜焦距测量装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于光学测量技术领域，特别是一种基于斐索干涉仪的透镜焦距测量装置及方法。

背景技术

焦距是表征光学系统的一个非常重要的参数,透镜焦距测量最简单最直接的方法就是用平行光照射被测透镜,然后测量从被测透镜到焦点的距离得到透镜的焦距；但是焦点的位置与照射的平行光的准直性直接相关,而且焦点的位置很难精确的确定,特别是当透镜的焦距很长的时候。

传统的焦距测量方法有放大倍率法、精密测角法、频谱分析法及泰伯-莫尔法等。其中放大倍率法和精密测角法在测量长焦透镜时,要求平行光管透镜焦距是被测透镜焦距的3-5倍以上,一般长焦透镜焦距都大于1m,即平行光管需要设计在3-5m以上,且受光具座长度限制,操作不方便,比较适合测量短焦透镜焦距；频谱分析法测试精度较高,但是需要昂贵的输入设备和频谱面的输出测量设备,普通实验条件下无法进行测量,且比较适合测量中短距离焦距。泰伯-莫尔法利用泰伯“自成像”和莫尔条纹图的放大特性进行长焦测量,但是精度较低，使用该方法的精度在2％-4％之间,不能满足焦距精度要求高的系统。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于斐索干涉仪的透镜焦距测量装置及方法，在保证测量精度的基础上，对透镜的焦距实现了非接触式的测量，同时还可以实现正负透镜焦距的测量。

实现本发明目的的技术方案为：一种基于斐索干涉仪的透镜焦距测量装置包括斐索干涉仪、测试透镜、平行平板、玻璃平板；其中，测试透镜、平行平板、玻璃平板沿光路方向顺次排列，构成测试透镜焦距的干涉光路。

所述的基于斐索干涉仪的透镜焦距测量装置，所述的平行平板是标准nBK7玻璃平行平板。

基于斐索干涉仪所述的透镜焦距测量装置的测量方法，透镜焦距测量检测方法步骤为：

1)分别测得第一平行平板和第二平行平板的厚度，根据已知的平行平板的折射率，确定测试光经过第一平行平板所引入的像点的轴向位移Δl′₁为：

Δl1′=2(1-1n)h1]]>

确定测试光经过第二平行平板所引入的像点的轴向平移Δl'₂为：

Δl2′=2(1-1n)h2]]>

式中，n为平行平板的折射率，h₁为第一平行平板的厚度，h₂为第二平行平板的厚度；

2)测试光路中不引入平行平板，将玻璃平板调整至猫眼位置，利用多步移相算法对所得到的干涉条纹图进行数据处理，可以得到未引入平行平板时的测试波前W₁与参考波前W₀的波差W₁-W₀；