[发明专利]一种楔形透镜透射波前的测量装置和方法

权利要求书

1.一种楔形透镜透射波前的测量装置，其特征在于，沿光路传播方向依次由平面干涉仪(3)、楔角为α的被测楔形透镜(2)、计算全息元件(1)组成，平面干涉仪(3)、被测楔形透镜(2)和计算全息元件(1)被安放在光学平台上；所述计算全息元件(1)与平面干涉仪(3)的透射标准镜之间的夹角为γ，所述被测楔形透镜(2)处于设计位置；所述被测楔形透镜(2)处于设计位置，被测楔形透镜(2)与计算全息元件(1)之间的距离为d，所述平面干涉仪(3)发出的检测光波以β角入射到被测楔形透镜(2)。

2.根据权利要求1所述的楔形透镜透射波前的测量装置，其特征在于，所述α、β和γ之间的关系满足sinβ＝nsinα和γ＝β-α，其中，n为被测楔形透镜(2)的折射率。

3.根据权利要求1所述的楔形透镜透射波前的测量装置，其特征在于，所述计算全息元件(1)根据被测楔形透镜(2)的参数设计并制作；

所述计算全息元件(1)包括检测区域(11)、对准区域(12)和基准区域(13)三个区域，其中，检测区域(11)的计算全息图使用的衍射级次为m_a级，用于检测被测楔形透镜的透射波前；对准区域(12)的计算全息图使用的衍射级次为m_b级，用于对准计算全息元件(1)和平面干涉仪(3)；基准区域(13)的计算全息图使用的衍射级次为m_c级，用于投射标记(4)，辅助调整被测楔形透镜(2)的位置。

4.根据权利要求1所述的楔形透镜透射波前的测量装置，其特征在于，所述的计算全息元件(1)镀反射膜。

5.根据权利要求1所述的楔形透镜透射波前的测量装置，其特征在于，所述的计算全息元件(1)采用位相型计算全息图。

6.一种楔形透镜透射波前的测量方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤1、根据被测楔形透镜(2)的参数，设计并制作计算全息元件(1)；

步骤2、将平面干涉仪(3)和计算全息元件(1)安放在光学平台上，调整计算全息元件(1)，使计算全息元件(1)与平面干涉仪(3)的透射标准镜之间的夹角为γ；

步骤3、将楔角为α的被测楔形透镜(2)放入光路，调整被测楔形透镜(2)，使被测楔形透镜(2)处于设计位置；

步骤4、测量由步骤3获得的干涉图，进而得到被测楔形透镜(2)的透射波前。

7.根据权利要求6所述的楔形透镜透射波前的测量方法，其特征在于，其特征在于，所述计算全息元件(1)包括检测区域(11)、对准区域(12)和基准区域(13)三个区域；

其中，检测区域(11)的计算全息图使用的衍射级次为m_a级，用于检测被测楔形透镜(2)的透射波前；对准区域(12)的计算全息图使用的衍射级次为m_b级，用于对准计算全息元件(1)和平面干涉仪(3)；基准区域(13)的计算全息图使用的衍射级次为m_c级，用于投射标记(4)，辅助调整被测楔形透镜(2)的位置。

8.根据权利要求7所述的楔形透镜透射波前的测量方法，其特征在于所述步骤2中使计算全息元件(1)与平面干涉仪(3)的透射标准镜之间的夹角为γ的具体步骤如下：

2.1、粗调计算全息元件(1)的位置和姿态，使对准区域(12)返回的m_b级衍射光波在平面干涉仪(3)中形成干涉图；

2.2、根据对准区域(12)的干涉图精调计算全息元件(1)的位置和姿态，直到对准区域(12)的干涉图实现零条纹。

9.根据权利要求7所述的楔形透镜透射波前的测量方法，其特征在于，所述步骤3中所述使被测楔形透镜(2)处于设计位置具体为：

被测楔形透镜(2)与计算全息元件(1)之间的距离为d，所述平面干涉仪(3)发出的检测光波以β角入射到被测楔形透镜(2)，其中所述参数α、β和γ满足sinβ＝nsinα和γ＝β-α，其中，n为被测楔形透镜(2)的折射率。

10.根据权利要求8所述的楔形透镜透射波前的测量方法，其特征在于，所述步骤3中所述使被测楔形透镜(2)处于设计位置的具体步骤如下：

3.1、根据基准区域(13)的m_c级衍射光波投射的标记(4)，粗调被测楔形透镜(2)的位置和姿态，使检测区域(11)返回的m_a级衍射光波在平面干涉仪(3)中形成干涉图；

3.2、根据检测区域(11)的干涉图精调被测楔形透镜(2)的位置和姿态，直到检测区域(11)的干涉图实现零条纹。