[发明专利]非球面非零位干涉检测中部分补偿透镜对准方法

摘要

本发明公开了一种非球面非零位干涉检测中部分补偿透镜方法。它由激光器出射的细光束经准直扩束系统后被扩束为平行宽光束，平行光入射至镀有半反半透膜的分光板后，一部分入射光被反射，反射光束被平面参考镜反射后再次返回分光板；另一部分入射光被透射，透射光束向前传播入射至辅助对准平板后返回；返回的反射光和返回的透射光在分光板处相遇发生干涉，形成干涉图，经成像系统后成像于探测器处；调节对准平板与部分补偿透镜相对于入射光的倾斜度，使探测器得到零条纹干涉图，移去对准平板，实现部分补偿透镜的倾斜对准。本发明解决了非球面非零位干涉检测中部分补偿透镜对准误差问题，减少了其误对准对检测结果引入的调整误差。

主权项

一种非球面非零位干涉检测中部分补偿透镜偏心对准方法，其特征在于它的步骤如下：1) 根据非球面非零位干涉检测中部分补偿透镜偏心对准装置的部分补偿透镜(S5)、对准球面(S9)的口径、曲率半径、折射率和厚度，采用Zemax光学设计软件建立干涉系统理论模型，得到清晰可辨干涉图时对准球面(S9)在光轴上的位置；    2) 在理论模型中，等间隔改变部分补偿透镜(S5)的轴偏心量并追迹光线，根据最小二乘法，利用Zernike多项式拟合像面波前轴慧差系数，得到部分补偿透镜(S5)的轴偏心量与像面波前轴慧差系数关系曲线，拟合得到线性方程，为斜率；利用光学系统的旋转对称性质，得到部分补偿透镜(S5)的轴偏心量与像面波前轴慧差系数关系方程；    3) 沿x轴和y轴方向上粗略平移部分补偿透镜(S5)；    4) 调整对准球面(S9)使接收到清晰可辨的干涉图，此时干涉图中存在大的慧差；5) 利用探测器采集多帧相移干涉图，利用多步相移算法解调干涉图，得到解调位相；    6)根据最小二乘法，利用Zernike多项式拟合解调位相，得，式中，和分别为第项拟合系数和第项Zernike多项式，得到像面的x轴, y轴慧差系数分别为，记，；    7) 设定阈值，若轴慧差系数，部分补偿透镜(S5)在轴方向的偏心误差已足够小，否则，根据公式计算部分补偿透镜(S5)在轴方向的调整量，并对部分补偿透镜(S5)在轴进行补偿，即沿轴移动距离；同样根据公式计算轴方向需要的调整量，对部分补偿透镜(S5)在轴进行补偿；重复步骤4)至步骤7)，直至同时满足且，偏心对准结束；所述非球面非零位干涉检测中部分补偿透镜偏心对准装置是由激光器(S1)出射的细光束经准直扩束系统(S2)后被扩束为平行宽光束，平行光入射至镀有半反半透膜的分光板(S3)后，一部分入射光被反射，反射光束被平面参考镜(S6)反射后再次返回分光板(S3)；另一部分入射光被透射，透射平行光束经过具有大球差的部分补偿透镜(S5)后入射至对准球面反射镜(S9)，光线被再反射，经过部分补偿透镜(S5)后返回分光板(S3)；返回的反射光和返回透射光在分光板(S3)处相遇发生干涉，形成干涉图，经成像系统(S7)后成像于探测器(S8)处。