[发明专利]一种检测小孔衍射球面波光学面形的检测装置及方法

摘要

本发明提供一种检测小孔衍射球面波光学面形的检测装置及方法，从激光器发射的光经过滤波孔、聚光镜、空间滤波器、扩束镜、λ/2波片、λ/4波片、半透半反镜后分成两路光，经过半透半反镜反射的第一路光照射第一小孔，第二路光经过半透半反镜透射后经分光镜透射，再经反射镜反射的光再经分光镜反射，再经衰减片照射到第二小孔。第二小孔产生的衍射球面波与第一小孔产生的衍射球面波发生干涉，干涉条纹经过会聚光学单元，再由光学探测器收集。然后旋转小孔夹持架，测量第二小孔和第三小孔产生的衍射球面波的误差。再次旋转小孔夹持架，测量第三小孔和第一小孔产生的衍射球面波的误差，从而解出三个小孔产生的衍射球面波的误差。本发明降低高精度小孔的加工成本，同时使测量更加自动化，不需要更换小孔。

主权项

一种检测小孔衍射球面波光学面形的检测装置，其特征在于，该装置包括：激光器(1)、滤波孔(2)、聚光镜(3)、空间滤波器(4)、扩束镜(5)、λ/2波片(6)、λ/4波片(7)、半透半反镜(8)、分光镜(9)、反射镜(10)、移相器(11)、衰减片(12)、小孔夹持架(13)、会聚光学单元(17)、CCD探测器(18)和计算机(19)；激光器(1)，用于发出激光作为照明光源；滤波孔(2)，利用衍射效应用于将激光器(1)发出的光散射；聚光镜(3)，用于收集滤波孔(2)发出的散射光；空间滤波器(4)，用于将聚光镜(3)收集的光过滤掉杂散光；扩束镜(5)，用于将空间滤波器(4)过滤的点光源的光变为平行光；λ/2波片(6)，用于旋转经过扩束镜(5)形成的平行光的偏振方向；λ/4波片(7)，用于和λ/2波片(6)结合来调节产生圆偏振光；半透半反镜(8)，用于将圆偏振光分成两束光，一束透射，一束反射；分光镜(9)，用于光束传播方向控制，该分光镜(9)将经过半透半反镜(8)的光透射，将经过反射镜(10)反射的光反射；反射镜(10)，用于将光束反射，该反射镜(10)用来产生移相的效应；移相器(11)，和反射镜(10)相连，由计算机(19)控制移相器(11)的移动，产生移相；衰减片(12)，用于改变分光镜(9)反射光束的光强；小孔夹持架(13)，用于夹持三个待测的小孔，小孔夹持架(13)整体具有旋转功能，同时小孔夹持架(13)可以夹持三个待测的小孔，每个待测的小孔也可以单独旋转；会聚光学单元(17)，用于将干涉后的测试光投射到CCD探测器(18)上，小孔夹持架(13)上的两个小孔产生的衍射球面波发生干涉产生干涉测试光会聚到CCD探测器(18)上形成并记录干涉图案，计算机(19)与CCD探测器(18)连接，计算机(19)存储并处理CCD探测器(18)记录干涉图案，所述干涉图案包含了小孔夹持架(13)上小孔的衍射球面波信息，计算机(19)通过对干涉图案的处理，可以分别标定出小孔的衍射球面波的误差信息；其中：滤波孔(2)放置在激光器(1)的出光口，聚光镜(3)放置在滤波孔(2)和空间滤波器(4)中间，滤波孔(2)放置的位置为聚光镜(3)物面位置，空间滤波器(4)放 置在聚光镜(3)像面位置；空间滤波器(4)同时放置在扩束镜(5)的前焦点，λ/2波片(6)、λ/4波片(7)、半透半反镜(8)依次放置在扩束镜(5)后面，其中滤波孔(2)、聚光镜(3)、空间滤波器(4)、扩束镜(5)、λ/2波片(6)、λ/4波片(7)、半透半反镜(8)的中心都在同一光轴上，λ/2波片(6)、λ/4波片(7)平行于扩束镜(5)；半透半反镜(8)与光轴成45°角，分光镜(9)的中心在光轴上，与光轴成45°角，分光镜(9)后面放置反射镜(10)，反射镜(10)与移相器(11)相连；衰减片(12)平行于光轴，衰减片(12)中心对准分光镜(9)中心；小孔夹持架(13)平行于光轴；会聚光学单元(17)平行于光轴；CCD探测器(18)放在会聚光学单元(17)后面；计算机(19)与CCD探测器(18)连接。