[实用新型]剪切干涉测量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及光学检测技术领域，具体涉及一种剪切干涉测量装置。

背景技术

目前进口干涉仪标准镜的面形溯源来自于各干涉仪设备生产厂家的检测证书，并无相应的通用国际标准。干涉仪虽然在国外出厂前各厂家对标准镜的面形进行了绝对检测，但经过拆卸、长途运输、重新装配等环节，以及使用环境、状态的不同，在国内安装完毕后标准镜面形结果会存在未知的不同程度的偏差，并且标准镜的受力状态等也会随着时间的推移发生变化。为了提高检测置信度，开展绝对干涉检测具有重要的意义。剪切干涉测量是一种有效的绝对干涉测量方法。然而，传统的剪切干涉测量装置需要一个口径大于测试口径、材质均匀的高精度剪切板，因为剪切干涉测量的精度受限于剪切板的精度。高精度剪切板的价格非常昂贵，因此，传统的剪切干涉测量装置在绝对干涉测量方面存在一些不足。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供一种剪切干涉测量装置；本装置不需要昂贵的剪切板就能实现剪切干涉测量，具有一定的实际应用价值。

本发明的技术方案：剪切干涉测量装置，包括干涉仪、参考镜、测试镜及平移台；其中，所述测试镜固定在平移台上，所述平移台可沿水平、垂直方向平移，平移量等于干涉仪探测器中一个像素对应物空间中测试面的尺寸大小。所述干涉仪、参考镜及测试镜的中心高度一致。本装置在平移测试镜前后分别用干涉仪测量，通过计算两次测量结果之差就实现了剪切干涉测量。

与现有技术相比，本实用新型提供的剪切干涉测量装置，不需要剪切板，降低了系统的成本，减少了系统误差，可实现绝对干涉测量。

附图说明

图1为本实用新型的剪切干涉测量装置的实施例的示意图；

图2为本实用新型的测试镜横向平移的示意图；

其中1为干涉仪，2为参考镜，3为测试镜，4为二维平移台。

具体实施方式

图1所示的是本实用新型的剪切干涉测量装置的示意图，干涉仪1的准直光束照射到参考镜2，一部分光(约4％)被参考镜的后表面反射，该后表面称为参考面，所反射的光束称为参考光。其余光束透过参考镜照射到测试镜3，被测试镜3的前表面反射后，再一次透过参考镜2到达干涉仪，其中测试镜3的前表面称为测试面，测试面反射的光束称为测试光。测试光和参考光共同达到干涉仪后，干涉后形成干涉条纹，通过条纹分析可以得到测试光和参考光之间的光程差，该光程差反映了测试面相对参考面的误差Φ₀(x，y)，即

式中为测试面的面形误差，为参考面的面形误差。

测试镜竖立放置，固定在二维平移台上，如图2所示。该平移台可实现水平和垂直方向上的二维平移。平移台配有光栅尺，实时反馈控制，实现高精度二维平移。假设干涉仪系统测试口径为D，干涉仪系统的探测器一维像素个数为N，即每像素对应的物空间中测试面尺寸大小为D/N。将平移台沿x方向平移D/N，重新测量测试面相对参考面的误差为Φ₁(x，y)，即

通过计算两次测量结果之差ΔΦ(x，y)，即将公式(2)减去公式(1)，得

公式(3)的右边是测试面面形的数值微分，即实现了剪切干涉测量。通过对ΔΦ(x，y)进行积分运算就得到测试面的面形误差分布公式(3)中没有信息，即参考面的面形误差信息对积分计算没有影响，从而实现了绝对干涉测量。

本实用新型提供的装置通过x方向平移测试镜，计算两次测量结果之差，就实现了剪切干涉测量，该过程没有使用剪切板。同理，我们还可以沿y方向平移测试镜，也能实现剪切干涉测量。

在本实施例中，测试镜和参考经的口径为100mm，干涉仪的有效口径D＝100mm，干涉仪系统中探测器的一维像素个数N＝1024，平移台的平移量为98微米，平移台的定位精度为5微米。