[发明专利]一种离轴椭球镜面形检测装置及其检测方法

说明书

本发明涉及一种离轴椭球镜面形检测装置及其检测方法，属于光学检测设备技术领域，所述检测装置依次包括干涉仪、聚焦透镜、拔高镜、第一小孔板、第二小孔板、离轴椭球镜、补偿透镜和全反镜，所述干涉仪用于输出激光束，聚焦透镜与干涉仪同光轴设置，拔高镜包括平行设置的第一反射镜和第二反射镜，第一小孔板和第二小孔板位于干涉仪光轴上且结构相同，离轴椭球镜的短焦点与聚焦透镜的焦点重合，经所述离轴椭球镜出射的反射光束与补偿透镜的光轴重合，所述全反镜与反射光束垂直放置，本发明具有结构紧凑、成本低、简单易操作、检测精度高、适用范围广的特点。

技术领域

本发明属于光学检测设备技术领域，具体地说涉及一种离轴椭球镜面形检测装置及其检测方法。

背景技术

非球面光学元件是一种非常重要的光学元件，它可以获得球面光学元件所无可比拟的成像质量和光学设计效果。离轴椭球镜作为非球面镜，由于其几何轴和光学轴不重合，其旋转不对称性导致在加工及测量中存在一定难度，因此，非球面的加工、检验是困扰其使用的一个重要因素，其中，面形是衡量光学元件质量的一个重要指标，严重影响光束质量。因此，为保证离轴椭球镜的加工质量，对其表面面形的测量非常重要，如何为非球面的加工提供准确而又可靠的面形数据对光学加工是至关重要的。

发明内容

针对现有技术的种种不足，为了解决上述问题，现提出一种离轴椭球镜面形检测装置及其检测方法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种离轴椭球镜面形检测装置，依次包括：

干涉仪，用于输出激光束；

聚焦透镜，其与干涉仪同光轴设置，其焦点处设有小孔；

拔高镜，其包括平行设置的第一反射镜和第二反射镜，所述第一反射镜位于干涉仪的光轴上，且第一反射镜与干涉仪的光轴呈45°，所述第二反射镜位于第一反射镜的正上方；

位于干涉仪光轴上且结构相同的第一小孔板和第二小孔板，所述第一小孔板上设有高度不同的第一小孔和第二小孔，所述第一小孔板和第二小孔板平行设置，所述第一小孔的高度与激光束的中心高度相同；

离轴椭球镜，其包括短焦点和长焦点，所述短焦点与聚焦透镜的焦点重合，所述离轴椭球镜的光轴与聚焦透镜的光轴重合，所述离轴椭球镜的中心高度与第二小孔的高度相同；

以及补偿透镜和全反镜，经所述离轴椭球镜出射的反射光束与补偿透镜的光轴重合，所述全反镜与反射光束垂直放置。

进一步，所述激光束的光束口径为d，其中心高度为l，所述聚焦透镜的焦长为f₁，其通光口径为D₁，且D₁＞d。

进一步，所述离轴椭球镜的通光口径为D₂，中心高度为L，反射角为α，短焦长为f₂，长焦长为F，且D₂＞d，所述离轴椭球镜的中心与小孔的水平距离为S，且S＝f₂-(L-l)。

进一步，所述补偿透镜为负透镜，其焦长为f₃，且f₃＝F。

进一步，所述第一反射镜和第二反射镜的高度差为h，且h＝L-l。

进一步，所述第一小孔的高度为l，所述第二小孔的高度为L。

进一步，所述小孔的孔径为0.5mm～2mm。

另，本发明还提供一种离轴椭球镜面形检测装置的检测方法，包括如下步骤：

S1：放置干涉仪和聚焦透镜，所述干涉仪输出的激光束经过聚焦透镜后聚焦，将小孔置于聚焦透镜的焦点处；