[实用新型]在线泰曼-格林成盘检测干涉仪测量装置

说明书

本实用新型提出一种在线泰曼‑格林成盘检测干涉仪测量装置，其特征在于，包括：激光器光源、扩束系统、起偏器、检偏器、两个1/4玻片、偏振分光棱镜、平面参考镜、待测成盘加工的球面镜片、球面标准镜、成像镜组和光电传感器CCD。其实现扩束后的平行光经过分光元件分成参考光和测试光，测试光经过标准镜汇聚成标准球面波且与待测镜片曲率中心重合，并原光路返回至干涉光路与参考光形成相干光束。此光路利用非对称的泰曼‑格林干涉光路来检测成盘镜片，其优点是结构紧凑，易于小型化，同时也契合大批量镜片检测的需求，使得检测过程更加简单、便利，实现球面镜片不下盘检测的问题。

技术领域

本实用新型属于光波干涉计量检测技术领域，尤其涉及一种在线球面干涉仪，特别适用于在线无损式检验球面镜片的曲率半径偏差、像散偏差、局部偏差的球面干涉仪。

背景技术

光干涉是以纳米波长单位级别进行检测，具有公认的高精度，在现代高精度检测领域或多或少的应用光干涉法来测量元件的平整度误差，光干涉法根据测量方式可分为样板式的接触测量和干涉仪式的非接触测量。光学元件的检测首要就是保证面型质量，早期的工厂生产是以牛顿环来指导，也称为样板法，但这种方法受到操作人员经验的限制，极易掺杂主观误差，或者是疲劳人员带来的判断错误，在源头上造成产品的良品率下降，并且由于这种方法是接触性测量，容易破坏标准样板和被检测镜片光洁度，造成报废，增加生产的成本。

目前为了保证测量的精度，使用最多的是干涉仪式的非接触测量，与样板式的接触测量相比，干涉测量具有更高的灵敏度和准确度，更高的效率，不会损伤测量表面，在精密以及超精密加工测量和实时测控的诸多领域中均获得广泛的应用。经典的干涉光路又可以分为多光束干涉和双光束干涉，多光束干涉以迈克尔逊干涉最为著名，双光路干涉以泰曼-格林干涉和斐索干涉仪见长，其中，泰曼-格林干涉是经典的对称式（等程）的干涉，即参考光路和测试光路是分离的，实际应用中，这种光路更多应用于测量平面镜，理论上也可以测试球面透镜，但当测试不同曲率的球面镜时，则需要更换不同曲率的样板，调节过程过于复杂与繁琐，增加检测的时间，不适用工厂的大批量生产。而斐索干涉光路则恰恰相反，它利用共光路的非等程干涉，其测量范围依赖于光源的相干性能和标准镜头相关孔径，这种干涉仪一般都根据各个工厂的实际需要配备不同规格的标准镜头，且需要一定的长度的导轨来实现待测透镜的移动，使得基准面的球心与被测透镜的曲率中心重合。

实用新型内容

本实用新型方案提供的在线泰曼-格林成盘检测干涉仪方案破除了对称光路的限制，通过引入偏振干涉和标准镜头来延伸泰曼-格林干涉仪的测量范围，实现非等程的干涉测量，使其具有其他干涉仪的高精度、低成本、结构紧凑等的特点。

本实用新型具体采用以下技术方案：

一种在线泰曼-格林成盘检测干涉仪测量装置，其特征在于，包括：激光器光源、扩束系统、起偏器、检偏器、两个1/4玻片、偏振分光棱镜、平面参考镜、待测成盘加工的球面镜片、球面标准镜、成像镜组和光电传感器CCD；所述激光器光源、扩束系统、起偏器从左至右依次设置在偏振分光棱镜左方的光路上；第二1/4玻片、所述球面标准镜、待测成盘加工的球面镜片从左至右依次设置在偏振分光棱镜右方的光路上；所述平面参考镜、第一1/4玻片从上至下依次设置在偏振分光棱镜上方的光路上；所述检偏器、成像镜组和光电传感器CCD从上至下依次设置在偏振分光棱镜下方的光路上。

优选地，还包括设置在检偏器和成像镜组之间的光路上的匀光装置。

优选地，所述激光器光源发出的光束经过扩束系统扩束准直后在偏振分光棱镜斜面处分振幅成两束光；其中参考光经过平面参考镜反射形成标准平面波，测试光经过待测球面镜片反射回有偏差的测试波前，在偏振分光棱镜处与标准平面波相遇并产生干涉。

优选地，所述测试光经过球面标准镜后，从平面波转化为标准球面波，且标准球面波汇聚点与待测球面镜片的曲率半径中心重合，并沿原光路返回。