专利名称：红外非球面齐明透镜装置的制作方法
技术领域：
本发明属于适用于非球面红外干涉测试的最佳参考球面产生技术，特别是一种红 外非球面齐明透镜装置。
背景技术：
传统的非球面面形的干涉检测在可见光干涉仪上采用CGH补偿方法，但CGH的制 作成本较高，并且一个CGH只能检测与其设计参数匹配的特定非球面。红外干涉仪的波长 较长，可以直接检测与球面偏差较大的非球面面形。红外干涉仪测量非球面面形时需配备 红外齐明透镜装置，红外齐明透镜装置将干涉仪出射的准直平面波转化为标准球面波，并 为测试非球面面形提供最佳参考球面。现有的齐明透镜装置主要应用于可见光波段，袁立银在《非球面齐明透镜的设计》 (《量子电子学报》，第23卷，第2期，2006)中给出了非球面齐明透镜的初始结构求解方 法，但其设计的非球面齐明透镜采用可见光波段的K9材料加工，K9材料不能透射红外光， 红外材料和可见光材料的特性不同造成其设计的非球面齐明透镜不能在红外干涉测试中 应用。吴永前在《Far-infrared Fizeau interferometer for large aspheric mirror》 (SPIE, V7064, 2008)中采用3片锗透镜设计加工了齐明透镜装置。在非球面的红外干涉测 试中，现有的齐明透镜装置主要有以下缺点(1)红外材料的价格昂贵，现有的齐明透镜装 置由2、片光学正透镜组成，按照此结构加工的成本非常昂贵；(2)红外材料的折射率高， 采用多片透镜结构的形式将使得光强透过率降低，为了提高透过率对多片透镜镀增透膜又 将使得成本提高；(3)红外材料的比重较大，采用多片式结构加工红外齐明透镜装置将产 生严重的装夹扭矩，使得红外干涉测试的干涉图不稳定。
发明内容
本发明的目的是提供一种适用于非球面红外干涉测试，采用红外材料设计，波像 差质量好，加工成本低，装夹扭矩小的红外非球面齐明透镜装置。实现本发明目的的技术解决方案为一种红外非球面齐明透镜装置，将红外非球 面齐明透镜装夹在镜筒内，该红外非球面齐明透镜采用红外锗材料或硅材料加工成单片透 镜，透镜前表面采用非球面设计，透镜后表面采用球面设计。本发明与现有技术相比，其显著的优点是(1)采用红外锗材料/硅材料加工，锗 材料/硅材料的折射率比其它红外材料的折射率高，有利于透镜设计时减小像差并降低设 计难度。(2)采用单片式透镜设计，有效地提高了光强透过率，避免了多片式结构中对多个 面镀增透膜，从而降低了加工成本，并减小了透镜装夹时的扭矩。(3)采用非球面设计，提高 了红外齐明透镜装置的透射波像差质量。下面结合附图，对本发明作进一步详细描述。
图1是本发明所述红外非球面齐明透镜装置的光学结构示意图。图2是本发明所述采用红外非球面齐明透镜装置检测非球面的原理示意图。
具体实施例方式结合图1，根据本发明制作的红外非球面齐明透镜装置，它采用锗材料/硅材料设 计，金刚石车削的方法加工。锗材料/硅材料比红外波段的硒化锌、硫化锌等材料折射率高 很多，对于同样的波像差要求，采用高折射率的材料设计可以有效减少透镜片数并降低设 计难度，如果采用多片式结构耗费的原材料较多并且需对多片透镜镀增透膜，而红外材料 的价格昂贵，这将使得加工成本较高，并且带来较大的装夹扭矩影响干涉图质量。红外非球 面齐明透镜装置采用单片式结构，既减小了材料的耗费又避免了对多个面镀红外增透膜。 由于采用非球面比采用球面更容易降低透镜装置的球差等像差，为了进一步校正红外齐明 透镜的波像差质量，对齐明透镜的前表面1-1采用偶次非球面设计，非球面方程如下
权利要求
1.一种红外非球面齐明透镜装置，其特征在于将红外非球面齐明透镜装夹在镜筒内， 该红外非球面齐明透镜采用红外锗材料或硅材料加工成单片透镜，透镜前表面采用非球面 (1-1)设计，透镜后表面采用球面(1-2)设计。
2.根据权利要求1所述的红外非球面齐明透镜装置，其特征在于对透镜的非球面镀红 外光高效增透膜，对透镜的球面镀与被测件反射率相同的减反膜。
全文摘要
本发明公开了一种作为非球面红外干涉测试时产生最佳参考球面的红外非球面齐明透镜装置，采用锗材料/硅材料加工，单片式透镜设计，透镜前表面采用非球面，后表面采用球面，对透镜前表面镀红外高效增透膜，后表面镀与被测件反射率相同的减反膜。锗材料/硅材料较高的折射率和透镜的非球面面形既提高了波像差质量，又使得红外齐明透镜装置可以采用单片非球面透镜的形式从而降低了成本并减小了装夹扭矩，客服了现有装置中采用多片式球面透镜结构设计带来的价格昂贵、装夹扭矩大影响干涉图质量等缺点。
文档编号G02B3/02GK102096124SQ20111002938
公开日2011年6月15日 申请日期2011年1月27日 优先权日2011年1月27日
发明者袁群, 高志山 申请人:南京理工大学