基于厚度基准传递的光学透镜中心厚测量方法
【技术领域】
[0001]本发明属于光学干涉测量技术领域，具体涉及基于厚度基准传递的光学透镜中心厚测量方法。
【背景技术】
[0002]高精度光学成像镜头通常由多个光学透镜组成，为了达到理想的成像质量，要求光学镜头的透射波前达到衍射极限，而透镜中心厚度误差是光学镜头透射波前误差的主要来源之一。
[0003]现有技术中，通常利用基于宽带短相干激光干涉术的镜面定位仪高精度测量光学透镜中心厚度，镜面定位仪直接测量的参量是透镜中心的光程，然而利用镜面定位仪的测量结果获得光学透镜中心厚度的前提是光学材料的折射率精确已知。由于镜面定位仪的激光源属于宽带短相干光源，因此这里的光学材料折射率指的是该激光波长下的群折射率，而精确获得被检光学透镜的材料群折射率比较困难，因为不同光学材料生产厂家的生产工艺不同，导致不同厂家生产的同一类型光学材料的群折射率会有较大差别。精确测量被检光学透镜的材料群折射率是利用镜面定位仪高精度测量光学透镜中心厚度的关键环节之一，而现有技术通常采用被检光学透镜材料的名义群折射率，无法体现材料生产厂家不同生产工艺对材料群折射率的影响，限制了光学透镜中心厚度的测量精度。
【发明内容】
[0004]为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供了基于厚度基准传递的光学透镜中心厚测量方法，该方法通过结合基于宽带短相干激光干涉术的镜面定位仪和标准量块厚度基准传递精确测量光学透镜材料的群折射率，从而确保利用镜面定位仪实现光学透镜中心厚高精度测量。
[0005]本发明解决技术问题所采用的技术方案如下:
[0006]基于厚度基准传递的光学透镜中心厚测量方法，该方法包括如下步骤:
[0007]步骤一:加工一个满足国标要求的，与被检光学透镜同一批次生产的光学材料标准量块；
[0008]步骤二:通过镜面定位仪测量所述标准量块的光程Lo，
[0009]Lo = nTo，
[0010]其中，n为光学材料的群折射率，To为标准量块的物理厚度；
[0011 ]步骤三:利用立式光学计测量所述标准量块的物理厚度To，通过镜面定位仪和立式光学计测量结果的比值获得光学材料的群折射；
[0012]步骤四:通过镜面定位仪测量被检光学透镜的中心光程L，则光学透镜中心厚度T可由下式计算:
[0013]T = L/n = LXTo/Lo0
[0014]本发明的有益效果是:本发明结合基于宽带短相干激光干涉术的镜面定位仪和标准量块的厚度基准传递精确测量光学透镜材料的群折射率，从而确保利用镜面定位仪实现光学透镜中心厚度的高精度测量。利用被检光学透镜相同光学材料加工一个满足国标要求的标准量块，然后分别用镜面定位仪和立式光学计测量该量块的光程和物理厚度。通过立式光学计测量光学标准量块厚度，可将光学材料的厚度基准传递至立式光学计。通过结合镜面定位仪和立式光学计测量同一个光学标准量块的结果可以精确计算出被检光学材料的群折射率，从而提高镜面定位仪测量光学透镜中心厚度时的检测精度。
【附图说明】
[0015]图1本发明基于厚度基准传递的光学透镜中心厚测量方法示意图。
[0016]图中:1、立式光学计，2、标准量块，3、镜面定位仪和4、被检光学透镜。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明。
[0018]如图1所示，基于厚度基准传递的光学透镜中心厚测量方法，该方法包括如下步骤:
[0019]步骤一:加工一个满足国标要求的，与被检光学透镜4同一批次生产的光学材料标准量块2。
[0020]步骤二:通过镜面定位仪3测量所述标准量块的光程Lo，
[0021]Lo = nTo，
[0022]其中，n为光学材料的群折射率，To为标准量块的物理厚度。
[0023]步骤三:立式光学计1虽然不能用于测量光学透镜的中心厚度，但可以直接用于高精度测量标准量块的物理厚度，测量精度可以达到亚微米量级。通过利用立式光学计1测量光学标准量块厚度，可将光学材料的厚度基准传递至立式光学计1。此时，光学材料的群折射率可由镜面定位仪3和立式光学计1测量结果的比值获得，
[0024]n = Lo/Too
[0025]其中，立式光学计可以由三坐标测量机替换。
[0026]步骤四:通过镜面定位仪3测量被检光学透镜的中心光程L，则光学透镜中心厚度T可由下式计算:
[0027]T = L/n = LX To/Loo
【主权项】
1.基于厚度基准传递的光学透镜中心厚测量方法，其特征在于，该方法包括如下步骤: 步骤一:加工一个满足国标要求的，与被检光学透镜同一批次生产的光学材料标准量块； 步骤二:通过镜面定位仪测量所述标准量块的光程Lo，Lo = nTo， 其中，η为光学材料的群折射率，To为标准量块的物理厚度； 步骤三:利用立式光学计测量所述标准量块的物理厚度To，通过镜面定位仪和立式光学计测量结果的比值获得光学材料的群折射率； 步骤四:通过镜面定位仪测量被检光学透镜的中心光程L，则光学透镜中心厚度T可由下式计算:T = L/n = LX To/Loo2.根据权利要求1所述的基于厚度基准传递的光学透镜中心厚测量方法，其特征在于，所述步骤三中的立式光学计由三坐标测量机替换。
【专利摘要】基于厚度基准传递的光学透镜中心厚测量方法属于光学干涉测量技术领域，该方法包括：加工一个满足国标要求的，与被检光学透镜同一批次生产的光学材料标准量块；通过镜面定位仪测量所述标准量块的光程L0，L0＝nT0，n为光学材料的群折射率，T0为标准量块的物理厚度；利用立式光学计测量所述标准量块的物理厚度T0，通过镜面定位仪和立式光学计测量结果的比值获得光学材料的群折射；通过镜面定位仪测量被检光学透镜的中心光程L，则光学透镜中心厚度T可由下式计算：T＝L/n＝L×T0/L0。本发明通过结合基于宽带短相干激光干涉术的镜面定位仪和标准量块厚度基准传递精确测量光学透镜材料的群折射率，从而确保利用镜面定位仪实现光学透镜中心厚高精度测量。
【IPC分类】G01B11/06
【公开号】CN105466345
【申请号】CN201510962229
【发明人】苗亮, 刘钰, 张文龙, 马冬梅, 金春水
【申请人】中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
【公开日】2016年4月6日
【申请日】2015年12月21日