专利名称：光学元件旋转定位夹具的制作方法
技术领域：
本实用 新型涉及光学元件检测，一种用于绝对检验中承载测试光学元件的光学元件旋转定位夹具。
背景技术：
以大型空间望远镜、激光惯性约束核聚变装置、极大規模集成电路制造系统为代表的现代光学系统对光学元件的质量有着极高的要求。光学元件的质量往往决定了整个光学系统的性能，因此光学元件检测技术是构建现代光学系统的基础。绝对检验消除了參考面面形误差和干涉仪系统误差的影响，得到被测面面形的绝对值，可以用于标准面形的定标，基本满足了现代光学制造的高精度面形检测需求。在绝对检验过程中，需要对被测光学元件进行旋转，如标准的三平面互检每测一条直线上的面形数据就需要进行一次旋转(见在先技术G. Schulz etc. ,Establishing anoptical flatness standard, Applied Optics, 1976,10 (4)),奇偶函数法需要进行 45。、90° > 180° 旋转(见在先技术Chiayu Ai etc. , Absolute testing of flats by usingeven and odd functions, Applied Optics, 1993, 32 (25)),旋转对称法(见在先技术:Klaus R. Freiscnlad, Absolute mterferometric testing based on reconstructionof rotational shear, Applied Optics，2001，40 (10))和镜面对称法(见在先技术Ulfbriesmann， Three-flat test solutions based on simple mirror symmetry, AppliedOptics, 2006,45 (10))则需要进行多次旋转。因此，旋转台是绝对检验被测光学元件夹具的必要组成部分。旋转台的旋转偏心误差是影响绝对检验精度的重要因素(见在先技术徐洋等平面面形绝对检验技术测量误差分析，中国激光，2011，38 (10))。采用旋转偏心小的高精密旋转台能够实现高的绝对检验精度，但是也提高了系统成本。高精度旋转台一般重量和体积都偏大，致使绝对检验夹具机械结构复杂化。
发明内容针对上述现有技术存在的问题，本实用新型提供ー种光学元件旋转定位夹具，以消除绝对检验过程中被测光学元件的旋转偏心误差，提高检测精度。该夹具具有结构简単，成本低的优点，解决了目前绝对检验方法对高精度旋转台的依赖问题。本实用新型的技术解决方案如下ー种用于绝对检验的光学元件旋转定位夹具，其特点在于由旋转定位标记板、旋转台和ニ维偏心调节台组成,所述的ニ维偏心调节台具有一个供所述的旋转台安装的凹形圆盘和在该凹形圆盘的两个相互垂直的方向设有两个调节旋钮，所述的旋转台具有供被测光学元件安装的筒形槽ロ，该筒形槽ロ的边ロ具有内螺纹，所述的旋转定位标记板通过其外螺纹旋入所述的旋转台筒形槽ロ的内螺纹，所述旋转台的旋转轴通过所述旋转定位标记板的中心。[0008]所述旋转台与所述ニ维偏心调节台具有相对旋转的自由度，但在与旋转轴垂直的平面内无相对ニ维运动。所述的旋转定位标记板由通光区和标记区两部分组成；所述的通光区是指光能无干扰地通过的区域；所述的标记区具有至少3个旋转定位标记。所述的旋转定位标记是圆形、三角形，或矩形的透光或不透光特征标记；圆形特征标记的圆心位置，三角形特征标记的顶点位置，矩形特征标记的中心位置等特征点位置称为旋转定位标记的位置；所有旋转定位标记的位置都在以旋转定位标记板的中心为圆心的圆上。所述的旋转台外周与所述的ニ维偏心调节台的相邻位置具有旋转刻度，用来确定旋转角度。
图I是本实用新型的旋转定位夹具示意图图2是安装了光学元件后的旋转定位夹具示意图图3是绝对检验干涉测量系统中旋转定位夹具装校示意图图4是本实用新型的旋转定位夹具所涉及的一种旋转定位标记板示意图图5是本实用新型的旋转定位夹具所涉及的一种旋转定位标记板示意图
具体实施方式
以下结合附图与实施例对本实用新型做进ー步说明，但不应以此实施例限制本发明的保护范围。本实用新型的绝对检验用光学元件旋转定位夹具结构示意图如图I所示。由图可见，本实用新型光学元件旋转定位夹具I由旋转定位标记板101、旋转台102、ニ维偏心调节台103组成。ニ维偏心调节台103具有ー个供旋转台102安装的凹形圆盘和在该凹形圆盘的两个相互垂直的方向设有两个调节旋钮103AU03B ;旋转台102具有供被测光学元件2安装的筒形槽ロ，该筒形槽ロ的边ロ具有内螺纹；旋转定位标记板101通过其外螺纹旋入旋转台102筒形槽ロ的内螺纹，旋转台102的旋转轴通过旋转定位标记板101的中心。旋转台102是带动安装于其上的旋转定位标记板101和被测光学元件2 —起进行任意角度旋转的调节台。旋转台102与ニ维偏心调节台103具有相对旋转的自由度，但在与旋转轴垂直的平面内无相对ニ维运动。旋转台外周与ニ维偏心调节台内侧相邻位置具有旋转刻度，用来确定旋转角度。ニ维偏心调节台103是能够在垂直于旋转台旋转轴的平面内进行两个线性自由度调节的调节台。光学元件的安装结构示意图如图2所示，当被测光学元件2安装在此旋转定位夹具I上时，与旋转台内侧筒形槽口径相适应的被测光学元件2先安装在旋转台102内侧筒形槽内，被测光学元件2的被测面ー侧朝外，并与旋转台的旋转轴102A垂直。然后将旋转定位标记板101通过其外螺纹旋入旋转台102内螺纹并压在所述的被测光学元件2上锁定。图3是绝对检验干涉测量系统中旋转定位夹具装校示意图，将旋转定位夹具I安装在绝对检验干涉測量系统出瞳301前方，调节旋转定位夹具I在绝对检验干涉測量系统光轴方向位置，使旋转定位夹具中的被测光学元件2被测面在对检验干涉测量系统3中成清晰像，即使夹具中被测光学元件的被测面位于干涉測量系统的成像面3B上。旋转定位夹具所涉及的一种旋转定位标记板结构示意图如图4所示。此旋转定位标记板101是由通光区101-TR和标记区101-MR两部分组成的平板。通光区101-TR是指光能无干扰地通过的区域，标记区101-MR是指带有3个旋转定位标记101-M的区域。旋转定位标记101-M是圆形透光特征标记101-M001、101-M002、101-M003 ;圆形特征标记的圆心位置称为旋转定位标记的位置；所有旋转定位标记的位置都在以旋转定位标记板的中心为圆心的圆101-C上。旋转定位标记在绝对检验干涉測量系统的测量孔径内。旋转定位夹具所涉及的另ー种旋转定位标记板结构示意图如图5所示。旋转定位标记101-M是三角形不透光特征标记101-M001、101-M002、101-M003 ;三角形特征标记的顶 点位置称为旋转定位标记的位置；所有旋转定位标记的位置都在以旋转定位标记板的中心为圆心的圆101-C上。
权利要求1.ー种用于绝对检验的光学元件旋转定位夹具，其特征在于由旋转定位标记板(101)、旋转台(102)和ニ维偏心调节台(103)组成，所述的ニ维偏心调节台(103)具有一个供所述的旋转台(102)安装的凹形圆盘和在该凹形圆盘的两个相互垂直的方向设有两个调节旋钮(103AU03B)，所述的旋转台(102)具有供被测光学元件(2)安装的筒形槽ロ，该筒形槽ロ的边ロ具有内螺纹，所述的旋转定位标记板(101)通过其外螺纹旋入所述的旋转台(102)筒形槽ロ的内螺纹，所述旋转台(102)的旋转轴通过所述旋转定位标记板(101)的中心。
2.根据权利要求I所述的光学元件旋转定位夹具，其特征在于所述旋转台(102)与所述ニ维偏心调节台(103)具有相对旋转的自由度，但在与旋转轴垂直的平面内无相对ニ维运动。
3.根据权利要求I所述的光学元件旋转定位夹具，其特征在于所述的旋转定位标记板(101)由通光区(101-TR)和标记区(101-MR)两部分组成；所述的通光区是指光能无干扰地通过的区域；所述的标记区(101-MR)具有至少3个旋转定位标记。
4.根据权利要求3所述的光学元件旋转定位夹具，其特征在干，所述的旋转定位标记是圆形、三角形，或矩形的透光或不透光特征标记；圆形特征标记的圆心位置，三角形特征标记的顶点位置，矩形特征标记的中心位置等特征点位置称为旋转定位标记的位置；所有旋转定位标记的位置都在以旋转定位标记板的中心为圆心的圆上。
5.根据权利要求I或2所述的光学元件旋转定位夹具，其特征在于所述的旋转台(102)外周与所述的ニ维偏心调节台(103)的相邻位置具有旋转刻度，用来确定旋转角度。
专利摘要一种光学元件旋转定位夹具，其特点在于由旋转定位标记板、旋转台和二维偏心调节台组成，所述的二维偏心调节台具有一个供所述的旋转台安装的凹形圆盘和在该凹形圆盘的两个相互垂直的方向设有两个调节旋钮，所述的旋转台具有供被测光学元件安装的筒形槽口，该筒形槽口的边口具有内螺纹，所述的旋转定位标记板通过其外螺纹旋入所述的旋转台筒形槽口的内螺纹，所述旋转台的旋转轴通过所述旋转定位标记板的中心。本实用新型具有结构简单，成本低的特点，解决了目前绝对检验方法对高精度旋转台的依赖问题。
文档编号G02B7/00GK202420819SQ201120491058
公开日2012年9月5日 申请日期2011年11月30日 优先权日2011年11月30日
发明者唐锋, 徐洋, 王向朝, 王渤帆 申请人:中国科学院上海光学精密机械研究所