[发明专利]一种适用于大口径高陡度非球面的高精度补偿器

说明书

本发明公开了一种适用于大口径高陡度非球面的高精度补偿器，包括：沿同一光轴依次设置的补偿镜和场镜组，补偿镜用于平衡待测非球面的初级球差，场镜组用于将补偿镜成像在待测非球面上，并平衡待测非球面的高级球差，场镜组包括沿光轴依次设置的第一场镜和第二场镜。本发明可以实现非球面高精度检测，为同等难度及其以下的非球面高精度检测提供了一种有效的初始结构。

技术领域

本发明涉及非球面光学波前检测技术领域，更具体的说是涉及一种适用于大口径高陡度非球面的高精度补偿器。

背景技术

目前，大口径高陡度的非球面检测通常使用同等波面比较实现，这种方法需要同等口径的标准面，很难实现高精度的检测。非球面法线零补偿检验能够实现小的波阵面测试大的波阵面，这为大口径的非球面实现高精度的检测提供了可能。

要实现非球面的Offner补偿检测的关键之一是需要针对测试的非球面设计一组补偿镜组，可靠的正确的补偿镜组的初始结构又是成功实现系统光学设计软件优化的基础，而针对大口径高陡度的非球面由于补偿系统稳定性差，初始结构的精准度要求也更高。

因此，如何提供一种适用于大口径高陡度非球面的高精度补偿器是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种适用于大口径高陡度非球面的高精度补偿器，可以实现非球面高精度检测。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种适用于大口径高陡度非球面的高精度补偿器，包括：沿同一光轴依次设置的补偿镜和场镜组，所述补偿镜用于平衡待测非球面的初级球差，所述场镜组用于将补偿镜成像在待测非球面上，并平衡待测非球面的高级球差；

场镜组焦距为

式中，f′_场、h_补、R_非、D_非和l′_场分别代表场镜组焦距、补偿镜半口径、待测非球面顶点曲率半径、待测非球面口径和场镜组到待测非球面顶点曲率中心的距离；

补偿镜焦距为

f′_补、K、m_场和m分别表示补偿镜焦距、待测非球面二次项系数、场镜组垂轴放大率、补偿镜与场镜组的组合放大率，P_场、P_补分别是场镜组、补偿镜引入的赛得和数PW形式。

优选地，所述场镜组包括沿光轴依次设置的第一场镜和第二场镜。

优选地，所述补偿镜、所述第一场镜和所述第二场镜均为球面单透镜，材质均为K9玻璃。

优选地，按照光线传播方向所述补偿镜前后表面曲率半径分别为：

R₁₁＝2(n-1)f'_补

R₁₂＝-2(n-1)f'_补

所述第一场镜和所述第二场镜前后表面曲率半径相同，均为：

R_单场1＝2(n-1)f'_场

R_单场2＝2(n-1)f'_场

式中，R₁₁、R₁₂分别代表补偿镜前后表面曲率半径，R_单场1代表第一场镜和第二场镜的前表面曲率半径，R_单场2代表第一场镜和第二场镜的后表面曲率半径，n为K9玻璃材料折射率。

优选地，所述补偿镜通光半孔径为155mm。