[发明专利]一种凹非球面镜的改进补偿检测系统及其检测方法

说明书

本发明公开了一种凹非球面镜的改进补偿检测系统，包括干涉仪、补偿镜一和补偿镜二，补偿镜一的前表面中心区域为前表面中心区，前表面中心区外的环形区域为前表面环形区，补偿镜一的后表面中心区域为后表面中心区，后表面中心区外的环形区域为后表面环形区，前表面中心区、后表面环形区均镀有增透膜，后表面中心区、前表面环形区均镀有反射膜；干涉仪发出的球面波经补偿镜一、补偿镜二折射到待检测非球面镜上，最后经反射后沿原路返回至干涉仪上。本发明还公开了一种凹非球面镜的改进补偿检测系统的检测方法。本发明的凹非球面镜的改进补偿检测系统及其检测方法，仅仅使用两块透镜即可实现预期的检测精度要求，调试难度低，操作简单，使用方便。

技术领域

本发明涉及光学检测技术领域，具体为一种凹非球面镜的改进补偿检测系统及其检测方法。

背景技术

光学元件的检测方法主要包括直接面形轮廓法、几何光线法、干涉检测法等。其中，对于干涉检测法，较为常用的是零位补偿法，一般通过折射式补偿检测技术进行检测处理。在待测非球面前放置由单个或多个透镜元件构成的补偿系统，又称补偿器，其检测原理是将平面波或球面波经过补偿系统变成与理想的非球面匹配的波前，光束经待测非球面反射后，按原路返回，反射回来的波面包含了被测非球面的面形信息，与标准的参考波面相互叠加，形成干涉条纹。被测面的面形误差会影响反射光束的波前，最终在干涉条纹有所体现。

目前，补偿检测方法，常采用两块透镜作为补偿器，而对于某些特定参数的待检非球面镜镜片，会使用一定数量的补偿透镜对待检镜片进行补偿检测，以达到对于待检镜的设计要求的面形检测精度。对于某些特定参数的待检镜，要实现所要求的面形检测精度要求，一定数量的补偿透镜不足以补偿待检镜的像差，则需要增加补偿透镜的数量，但补偿透镜数量的增加，增大了后期检测面形时的调试难度，检测不方便。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种凹非球面镜的改进补偿检测系统及其检测方法，以解决以上缺陷。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种凹非球面镜的改进补偿检测系统，包括干涉仪、补偿镜一和补偿镜二，所述补偿镜一的前表面为凸球面，所述补偿镜一的后表面为凹球面，所述补偿镜一的凸球面的中心区域为前表面中心区，所述前表面中心区以外的凸球面环形区域为前表面环形区，所述补偿镜一的凹球面中心区域为后表面中心区，所述后表面中心区以外的凹球面环形区域为后表面环形区，所述前表面中心区、后表面环形区均镀有增透膜，所述后表面中心区、前表面环形区均镀有反射膜；所述干涉仪发出的球面波经补偿镜一的前表面中心区折射、后表面中心区反射、前表面环形区反射、后表面环形区折射后，再经补偿镜二折射到待检测非球面镜上，最后经待检测非球面镜反射后沿原路返回至干涉仪上。

优选地，所述干涉仪安装在待检测非球面镜的理论光轴线位置上。

优选地，一种凹非球面镜的改进补偿检测系统的检测方法，具体步骤如下：

S1、利用待检测非球面镜的各项理论参数及其高次非球面子午截线曲线方程，通过Zemax软件进行光学系统优化；

S2、将改进补偿检测系统设计补充进入Zemax软件中，并优化得到改进补偿检测系统中的补偿镜一和补偿镜二的具体设计参数、以及改进补偿检测系统图和各光学元件之间的距离；

S3、根据补偿镜一和补偿镜二的具体设计参数，加工出补偿镜一和补偿镜二；

S4、利用加工出的补偿镜一和补偿镜二，通过改进补偿检测系统图及各元件的距离位置信息进行光学元件检测光路的搭建，并使用干涉仪发出球面波完成待检测非球面镜的检测。

优选地，在S1步骤中，所述高次非球面子午截线曲线方程为：