旋转平移绝对检测法中确定光学元件中心的装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明属于高精度球面面形检测加工技术领域，具体涉及一种旋转平移绝对检测法中确定光学元件中心的装置及方法。
【背景技术】
[0002]目前，各种光学系统对光学元件面形精度的要求越来越高，光学元件制造的精度和效率很大程度上依赖于检测技术，因此高精度检测对于光学元件制造有着重大的意义。
[0003]旋转平移绝对检测法是提高光学元件面形检测精度的一种常用的方法。1999年，日本的Nikon公司报道了基于旋转平移的光学球面绝对检测技术原理与实验装置，2001年，德国的Carl Zeiss公司在自制的斐索型干涉仪上运用该技术实现了光学球面的绝对检测，检测精度达到了0.15nm RMS(Bernd D,Gunther S.1nterferometric testing ofopticalsurfaces at its current limit[J]，0ptik，2001，112(9): 392-398)。相比于现有的双球面绝对检测法，旋转平移绝对检测法无需猫眼位置的精确判断，并在检测凸球面时能够体现出短干涉腔测量的优势，且这种旋转平移绝对检测法可用于光学平面的绝对检测，通用性较强。
[0004]在利用旋转平移绝对检测法检测光学元件时，由于被检光学元件为球面，球面的中心不唯一，因此一般情况下检测的区域并不是光学元件的中心区域，这样加工的区域也必然不是光学元件的中心区域，这为后面的光学元件装调产生了诸多不利的影响。
【发明内容】
[0005]为了解决在利用旋转平移绝对检测法检测光学元件时存在的所检测的区域并不是光学元件的中心区域，从而对光学元件装调产生诸多不利影响的问题，本发明提供一种旋转平移绝对检测法中确定光学元件中心的装置及方法。
[0006]本发明为解决技术问题所采用的技术方案如下:
[0007]本发明的旋转平移绝对检测法中确定光学元件中心的装置，包括:干涉仪、安装在干涉仪下端的透射球面波系统、调整机构、安装在调整机构上的转台、安装在转台上的检测支撑平台、安装在检测支撑平台上的被检光学元件;通过旋转转台使被检光学元件位于不同角度的检测位置，通过调整机构调整被检光学元件的倾斜、偏心及离焦，从而使被检光学元件在不同角度的检测位置下干涉条纹均为零条纹。
[0008]进一步的，所述干涉仪发出的光经透射球面波系统后形成理想的球面波入射到被检光学元件表面，被检光学元件将该理想的球面波反射回干涉仪中，并在干涉仪的CCD上形成干涉条纹。
[0009]进一步的，所述调整机构为电动或手动的五自由度调整机构。
[0010]进一步的，所述被检光学元件为凸球面镜或凹球面镜。
[0011]本发明还提供了一种旋转平移绝对检测法中确定光学元件中心的方法，包括以下步骤:
[0012]步骤一、在被检光学元件表面以被检光学元件外圆为中心做4个标记点A、B、C、D;
[0013]步骤二、将被检光学元件安装在检测支撑平台上，通过调节调整机构调整被检光学元件的空间位置，使得转台在旋转过程中，干涉仪的CCD上的干涉条纹为零条纹；
[0014]步骤三、当转台处于0度位置时检测被检光学元件，记录此时4个标记点A、B、C、D在干涉仪的CCD上的像素位置坐标(Xa，Ya)、(Xb，Yb)、(XC，YC)、(XD，YD)，得到被检光学元件外圆中心在干涉仪的CCD上的像素位置坐标(XI,Y1),X1 = (Xa+Xb+Xc+Xd)/4,X2 = (Ya+Yb+Yc+Yd)/4；
[0015]步骤四、旋转转台，分别在0度、90度、180度、270度4个角度位置处检测被检光学元件，记录4个角度位置处任一标记点在干涉仪的CCD上的像素位置坐标(Xai，Yai)、(Xa2，Ya2)、(父八3，￥八3)、0八4，￥八4)，得到被检光学元件被检区域中心在干涉仪的0:0上的像素位置坐标(X2，Y2)，X2 = (XA1+XA2+XA3+XA4) /4，X2 = ( Yai+Ya2+Ya3+Ya4 )/4 ；
[0016]步骤五、被检光学元件外圆中心与被检光学元件被检测区域中心偏离的像素数即为(X1-X2，Y1-Y2)，利用调整机构在X方向和Y方向上分别共心平移被检光学元件，使得被检光学元件被检区域中心在干涉仪的CCD上的像素位置坐标(Χ2，Υ2)与被检光学元件外圆中心在干涉仪的C⑶上的像素位置坐标(XI，Υ1)重合，此时被检光学元件的被检区域中心即为被检光学元件的中心区域。
[0017]进一步的，步骤一中，利用三座标机在被检光学元件表面以被检光学元件外圆为中心做4个标记点A、B、C、D。
[0018]本发明的有益效果是:本发明提出了一种旋转平移绝对检测过程中确定被检光学元件中心区域的装置和方法。本发明原理如下:利用三座标机在被检光学元件表面以元件外圆为中心做4个标记点;将被检光学元件安装在旋转平移绝对检测装置上，调节被检光学元件的空间位置，使得旋转平移绝对检测装置中转台旋转过程中，干涉仪CCD上的干涉仪条纹保持为零条纹；当转台处于0度位置时检测被检光学元件，记录4个标记点此时在干涉仪C⑶上的像素位置坐标，即可得被检光学元件外圆中心在干涉仪CCD上的像素位置坐标(XI，Y1);旋转转台，在0度、90度、180度以及270度等4个角度位置处检测被检光学元件，记录4个角度位置下任一标记点在干涉仪CCD上的像素位置坐标，利用这4个像素位置坐标即可得到被检光学元件被检区域中心在干涉仪CCD上的像素位置坐标(X2，Y2);被检光学元件外圆中心与被检光学元件被检测区域中心偏离的像素数即为(Χ1-Χ2，Υ1_Υ2)，利用调整机构在X，Y方向上分别共心平移被检光学元件，使得被检光学元件被检测区域中心(Χ2，Υ2)与被检光学元件中心(XI，Υ1)重合，此时被检光学元件的检测区域即为被检光学元件的中心区域。
[0019]本发明的旋转平移绝对检测法中确定光学元件中心的方法，在绝对检测光学元件面形的同时即可确定被检光学元件中心区域，具有快速、简单、精度高等优点。
[0020]本发明的旋转平移绝对检测法中确定光学元件中心的装置，结构简单、成本低、检测精度高。
[0021]本发明的旋转平移绝对检测法中确定光学元件中心的装置及方法用于确定被检光学元件的中心区域，指导光学元件的加工。
【附图说明】
[0022]图1为本发明的旋转平移绝对检测法中确定光学元件中心的装置结构示意图。
[0023]图2为被检光学元件表面标记点位置示意图。
[0024]图中:1、干涉仪，2、透射球面波系统，3、被检光学元件，4、检测支撑平台，5、转台，
6、调整机构。
【具体实施方式】
[0025]以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
[0026]如图1所示，本发明的旋转平移绝对检测法中确定光学元件中心的装置，主要包括干涉仪1、透射球面波系统2、被检光学元件3、检测支撑平台4、转台5以及调整机构6。透射球面波系统2属于干涉仪1的一部分，安装于干涉仪1的下端，被检光学元件3安装在检测支撑平台4上，检测支撑平台4连同被检光学元件3安装在转