[发明专利]基于负反馈锁相振动抑制的微小球体表面形貌检测装置

说明书

本发明的基于负反馈锁相振动抑制的微小球体表面形貌检测装置，涉及一种光学小球表面检测装置，目的是为了克服现有时域移相点衍射干涉测量方法对于环境振动引入的随机误差较为敏感，存在一定量的残余误差的问题，包括第一激光器、第二激光器、第一λ/2波片、第二λ/2波片、第三λ/2波片、直角反射镜、偏振分光棱镜、第一角锥棱镜、第二角锥棱镜、第三角锥棱镜、锁相移相器、平面反射镜、第一二向色镜、4f系统、第一显微物镜、针孔反射镜、D形反射镜、第一准直透镜、λ/4波片、第二显微物镜、被测微球、第二准直透镜、检偏器、第二二向色镜、第一单色滤光片、面阵相机、第二单色滤光片和随机移相量检测装置。

技术领域

本发明涉及一种光学小球表面检测装置。

背景技术

微小球体是最常用的元器件形态之一，在微机械、微光学、惯性约束聚变中都有着广泛的用途，其表面形貌质量对于其性能指标、寿命等方面有着显著的影响，需要进行精确测量。光学干涉测量法具有高精度、高效率、非接触等突出优点，是目前公认的精密加工表面微观形貌最佳观测方法之一，尤其点衍射干涉技术的发明，更是解决了标准参考镜加工精度不足限制检测精度的问题，为球面检测提供了较为理想的检测手段。

然而，对于微小球体表面形貌的高精度检测，现有时域移相点衍射干涉测量方法对于环境振动引入的随机误差较为敏感，需要采取良好的隔振措施才能正常测量，尤其环境振动中的低频振动分量很难完全隔绝，通常会存在一定量的残余误差，影响最终的测量结果。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有时域移相点衍射干涉测量方法对于环境振动引入的随机误差较为敏感，存在一定量的残余误差的问题，提供了一种基于负反馈锁相振动抑制的微小球体表面形貌检测装置。

本发明的基于负反馈锁相振动抑制的微小球体表面形貌检测装置，包括第一激光器、第二激光器、第一λ/2波片、第二λ/2波片、第三λ/2波片、直角反射镜、偏振分光棱镜、第一角锥棱镜、第二角锥棱镜、第三角锥棱镜、锁相移相器、平面反射镜、第一二向色镜、4f系统、第一显微物镜、针孔反射镜、D形反射镜、第一准直透镜、λ/4波片、第二显微物镜、被测微球、第二准直透镜、检偏器、第二二向色镜、第一单色滤光片、面阵相机、第二单色滤光片和随机移相量检测装置；

第一激光器所发出的第一线偏振光透射过第一λ/2波片后入射至直角反射镜的第一反射面；直角反射镜的第一反射面将第一线偏振光反射转向90°后入射至偏振分光棱镜；偏振分光棱镜在自身的分光面处将第一线偏振光分为第一水平偏振光和第一竖直偏振光；

第一水平偏振光透射过偏振分光棱镜的分光面后入射至第一角锥棱镜，该第一水平偏振光经第一角锥棱镜转向180°后返回至偏振分光棱镜，并透射过偏振分光棱镜的分光面；

第一竖直偏振光经偏振分光棱镜的分光面反射转向90°后入射至第三角锥棱镜，该第一竖直偏振光经第三角锥棱镜转向180°后返回至偏振分光棱镜，且偏振分光棱镜的分光面将第一竖直偏振光反射转向90°后与第一水平偏振光合束组成第一合束光束；

第一合束光束入射至直角反射镜的第二反射面，并经直角反射镜的第二反射面反射转向90°后透射过第一二向色镜；

第二激光器所发出的第二线偏振光透射过第二λ/2波片后入射至偏振分光棱镜，偏振分光棱镜在自身的分光面处将第二线偏振光分为第二水平偏振光和第二竖直偏振光；

第二水平偏振光透射过偏振分光棱镜的分光面；

第二竖直偏振光经偏振分光棱镜的分光面反射转向90°后入射至第一角锥棱镜，该第二竖直偏振光经第一角锥棱镜转向180°后入射至第二角锥棱镜；第二角锥棱镜将第二竖直偏振光转向180°后入射至偏振分光棱镜；偏振分光棱镜的分光面将该第二竖直偏振光反射转向90°后与第二水平偏振光合束组成第二合束光束；