[发明专利]一种非球面检测光路中光学间隔测量系统及方法

权利要求书

1.一种非球面检测光路中光学间隔测量系统，其特征在于：包括沿光路依次设置的镜面定位仪、十字分化板、Offner补偿器、被测非球面镜；还包括五维调整架二、五维调整架三、五维调整架四和五维调整架五；

所述镜面定位仪放置在五维调整架五上，所述十字分化板放置在五维调整架四上，所述Offner补偿器放置在五维调整架二上，所述被测非球面镜放置在五维调整架三上；

所述镜面定位仪、十字分化板、Offner补偿器和被测非球面镜组成的光路与被测非球面镜的最佳面形检测光路共光轴；激光干涉仪、Offner补偿器和被测非球面镜共轴所形成被测非球面镜的最佳面形检测光路；

所述镜面定位仪与十字分化板之间的距离大于镜面定位仪的工作距；

所述镜面定位仪和PC机连接。

2.根据权利要求1所述的非球面检测光路中光学间隔测量系统，其特征在于：所述镜面定位仪的光学间隔测量精度为1μm。

3.根据权利要求1所述的非球面检测光路中光学间隔测量系统，其特征在于：所述十字分化板包括中心圆环，所述中心圆环的直径为0.5mm，中心圆环与十字分化板的外圆同心度为φ0.05mm。

4.一种光学间隔精密测量方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：根据被测的非球面镜，计算检测光路图，按照该光路图搭建最佳面形检测光路；

1.1：沿光路依次设置激光干涉仪、Offner补偿器和被测非球面镜，激光干涉仪的标准镜头的焦点O₁和Offner补偿器的透镜一之间的距离为L₁，Offner补偿器的透镜一和透镜二之间的距离为L₂，Offner补偿器的透镜二和被测非球面镜之间的距离为L₃；

1.2：将所述激光干涉仪、Offner补偿器和被测非球面镜分别放置在五维调整架一、五维调整架二和五维调整架三上，通过五维调整架一、五维调整架二、五维调整架三分别调整激光干涉仪、Offner补偿器和被测非球面镜，使得激光干涉仪、Offner补偿器和被测非球面镜共轴，形成最佳面形检测光路，该轴即为最佳面形检测光路光轴；

步骤二：将固定在五维调整架四上的十字分划板放置在激光干涉仪标准镜头的焦点O₁附近，调整五维调整架四，使十字分划板的中心圆环位于最佳面形检测光路光轴上；

步骤三：移走激光干涉仪和五维调整架一，将固定在五维调整架五上的镜面定位仪放置在十字分划板的前端，镜面定位仪和十字分划板之间的距离大于镜面定位仪的工作距；

调整五维调整架五使镜面定位仪出射的激光光束垂直入射到十字分划板上的中心圆环，观察PC机上的间隔测量界面，当各个光学表面出现干涉信号且信号峰值最高时开始测量光学间隔；

步骤四：测量得出十字分划板的厚度O₁O₃＝d₁、十字分划板与offner补偿器的透镜一两者之间空气间隔O₃O₄＝d₂、offner补偿器的透镜一的中心厚度O₄O₅＝d₃、offner补偿器的透镜一与透镜二两者之间空气间隔O₅O₆＝d₄、offner补偿器的透镜二的中心厚度O₆O₇＝d₅、offner补偿器的透镜二与被测非球面镜两者之间空气间隔O₇O₂＝d₆，由此可得：L₁^’＝d₁+d₂、L₂^’＝d₃+d₄+d₅、L₃^’＝d₆；其中L₁^’、L₂^’、和L₃^’为L₁、L₂、和L₃的实际测量值；

步骤五：将L₁^’、L₂^’、和L₃^’测量值代入光学设计软件进行复算可得顶点曲率半径R、二次常数K几何参数值。