[发明专利]一种激光差动共焦曲率半径测量方法与装置

摘要

本发明涉及一种激光差动共焦曲率半径测量方法与装置，属于光学精密测量技术领域。本方法利用后置光瞳遮挡一半测量光束，使用分光瞳差动共焦探测系统对测量光束进行探测，得到差动共焦响应曲线，利用差动共焦响应曲线的绝对零点分别对球面元件的表面顶点位置和球心位置进行精确定焦，进而得到元件的曲率半径。本发明首次将后置分光瞳激光差动共焦技术用于球面元件曲率半径的高精度检测，仅用一路探测器实现差动共焦定焦及曲率半径测量，系统结构简单，装调难度降低，避免了更换被测镜可能导致的定焦精度下降，进而提高了测量精度；对差动共焦响应曲线零点附近的数据进行线性拟合，实现快速触发定焦及测量，使测量速度、精度及抗散射能力大大提升。

主权项

1.一种激光差动共焦曲率半径测量方法，其特征在于：具体步骤如下：步骤一、点光源(1)发出的光经分束镜(2)、准直透镜(4)和会聚透镜(5)后形成测量光束照射在被测元件(6)上；步骤二、调整被测元件(6)，使被测元件(6)与测量光束共光轴，由被测元件(6)反射回来的光通过会聚透镜(5)和准直透镜(4)后被分束镜(2)反射，被后置光瞳遮挡一半，透过的一半光束则聚焦为测量光斑，进入分光瞳差动共焦探测系统(8)；步骤三、沿光轴方向移动被测元件(6)，使测量光束的焦点与被测元件(6)的表面顶点位置重合；在该位置扫描被测元件(6)，由分光瞳差动共焦探测系统(8)得到差动共焦响应曲线(17)，通过差动共焦响应曲线(17)的绝对零点来确定测量光束精确定焦在被测元件(6)的表面顶点位置，记录此时被测元件的位置Z₁；步骤四、继续沿光轴方向移动被测元件(6)，使测量光束的焦点与被测元件(6)的球心位置重合；在球心位置扫描被测元件(6)，由分光瞳差动共焦探测系统(8)得到差动共焦响应曲线(17)，通过差动共焦响应曲线(17)的绝对零点来确定测量光束精确定焦在被测元件(6)的球心位置，记录此时被测元件的位置Z₂；步骤五、计算被测元件表面的曲率半径r＝|Z₁‑Z₂|。