一种非球面镜二次常数测量方法
【专利摘要】本发明涉及一种非球面二次常数测量方法，属于光电技术检测领域。本测量方法在立式干涉仪内进行，主要测量中心无孔的非球面镜二次常数和顶点曲率半径。该方法首先利用干涉仪找到被测镜面的猫眼位置作为干涉仪初始的位置，然后沿光轴竖直移动干涉，提取干涉仪零条纹的像素半径，由标定的畸变计算出镜面上实际的半径。再由对应的移动距离根据公式算出被测镜面的二次常数和顶点的曲率半径。此方法结构简单，使用灵活，精度高。
【专利说明】一种非球面镜二次常数测量方法
【技术领域】
[0001]本发明属于先进光学制造与检测领域，涉及一种光学检测方法，特别是一种非球面镜二次常数测量方法。
【背景技术】
[0002]一般应用在光学系统中的透镜及反射镜，曲面形式多数为平面和球面，原因是这些简单形式的曲面加工、检验容易，但是用在某些高度精密成像系统有一定的限度。对于光学系统来讲，非球面的应用可以增加光学设计的自由度，并且对改善光学系统成像质量，提高光学性能，减小外形尺寸和重量几方面起着重要作用。与球面相比较，非球面在校正像差方面有更好的优势，往往一块非球面镜可以代替很多块球面镜的作用，从而大大减小了整个光学系统单元的数量和重量。采用非球面技术设计的光学系统，可消除球差、慧差、像散、场曲，减少光能损失，从而获得高质量的图像效果和高品质的光学特性。然而，非球面的加工和检测都要比球面困难得多，这是因为:球面有无数个对称轴，而非球面只有一个，所以非球面不能采用球面加工时的对研方法加工；非球面各环带的曲率半径不同，在抛光时面形难以修正。尽管目前发展出多种非球面的检测技术，但对于某些形式的非球面仍然不能有一个行之有效的测量方法。顶点曲率半径和二次常数是非球面的两个重要的特征参数，它的准确测量和控制对确保非球面镜零检验的可靠性非常重要。非球面的面形表达式主要由双曲线、抛物线和椭圆的部分绕其中心轴旋转而成的，表达式如下:
【权利要求】
1.一种非球面镜二次常数测量方法，其特征在于:步骤如下: (a)找猫眼 调整干涉仪使标准镜头的焦点对准镜面的顶点位置附近，找到干涉仪的猫眼位置，根据测距干涉仪记录下此时干涉仪的位置坐标，作为干涉仪的初始坐标位置； (b)标定畸变 在被测镜面上标记好间隔已知的等间距点，将干涉仪移至被测镜面顶点的曲率中心附近，根据干涉仪的成像图像找到像素坐标与镜面标记坐标的对应关系； (C)提取干涉条纹质心 向上移动干涉仪镜面干涉零条纹逐渐向外扩展，由里向外依次提取每环干涉零条纹的质心，根据标定的畸变计算出干涉条纹对应镜面的实际半径； (d)计算结果 记录每次移动干涉仪采取零条纹对应的位置坐标，根据初始坐标的位置计算出每个零条纹对应的距离。最后由测量得到的干涉零条纹半径和测得的对应距离计算出被测镜面的顶点曲率半径和二次常数。
2.如权利要求1所述的非球面镜二次常数测量方法，其特征在于:所述方法只能针对中心无孔的近似抛物面的双曲面和椭球面进行测量。
3.如权利要求1所述的非球面镜二次常数测量方法，其特征在于:所述方法只能在带有测距干涉仪的立式干涉仪内进行。
【文档编号】G01B11/00GK104034262SQ201410293650
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年6月25日 优先权日:2014年6月25日
【发明者】吴永前, 黄传科, 范斌 申请人:中国科学院光电技术研究所