专利名称:光学元件厚度的光学测量仪器的制作方法
本实用新型属于一种测量和测试装置。
随着光学技术的迅速发展，对光学系统的要求也越来越高，为了制造一个高质量的光学系统，除了其它各项参数要求外，对光学系统中各光学元件的厚度及其表面粗糙度的要求也越来越高，它们的厚度制造误差往往只有几微米。
至今国内对光学元件厚度传统的测量方法是接触式测量。由于量具测量头和被测件之间的衬垫物有弹性变形，不能保证有高的测量精度也易于损伤光学表面的光洁度。
日本鹤田君(Tsuruta)曾提出利用补偿色散的迈克尔逊(Michelson)干涉仪白光牛顿环定位方法来测量透镜的厚度，在干涉仪的一臂上装上参考平板，在另一臂上装上被测透镜，移动透镜使参考平板的一表面与被测透镜相应表面出现白光牛顿环为止。再左右移动透镜使参考平板另一表面与被测透镜相应表面出现白光牛顿环，根据被测透镜在观察到两组白光牛顿环的移动差和参考平板的厚度即可计算出被测透镜的厚度。
鹤田君的测量方法虽然实现了非接触测量，但它要求参考平板与被测透镜的厚度几乎相等，误差不大于0.05毫米，而且还要求二者不仅是同一牌号，而且必须是同一块玻璃中割下来的，以便使两者色散相同，不然就只能观察到一组清晰的白光牛顿环，无法进行定位也就无法测量了。而且加工专用参考平板费时，提高了测试成本和延长了测试时间，在实用性方面受到限制。
本实用新型的任务是提供一种利用双干涉系统能够解决目前对透镜或其他光学元件厚度的非接触测量存在的问题的仪器。
本实用新型的构成是，它由麦克尔逊干涉系统组成的，在被测件〔5〕的一侧，由固定镜〔1〕、透反镜〔2〕、补偿板〔3〕及白光光源〔4〕组成的左麦克尔逊干涉系统和在被测件〔5〕的另一侧。由上与指示器〔10〕相接触而且能上下移动的可动平面镜〔6〕、透镜〔8〕、补偿板〔7〕及白光光源〔9〕组成的右麦克尔逊干涉系统构成，装有被测件〔5〕的测量架〔11〕能沿被测件光轴方向左右移动及测量架〔11〕自身在基准底平面上转动，以调节光轴方向与OO轴方向平行。
本实用新型利用双干涉系统对当前尚未解决的胶合透镜，可见光不透明的光学元件，未知材料的光学元件和无法预知厚度且误差不大于百分之五毫米的光学元件实现非接触测量。
图1是本实用新型结构原理图。
以下结合图1对本实用新型作进一步详细描述，先在调节架〔11〕上安装被测光学元件〔5〕，调整被测件〔5〕的光轴与平面镜〔1〕或〔6〕的法线垂直，即将被测光学元件〔5〕的光轴调至OO轴线方向，打开白光光源〔4〕，左右移动被测光学元件〔5〕。直到在左干涉系统中出现由被测光学元件〔5〕左表面与固定平面镜〔1〕表面反射的两束光相干产生白光干涉条纹为止。此时，固定被测光学元件〔5〕，打开白光光源〔9〕，上下移动可动平面镜〔6〕，直到被测光学元件〔5〕右表面与可动平面镜〔6〕表面反射两束光在右干涉系统中出现白光干涉条纹为止，由读数指示器〔10〕读出示值a1，指示器可以是用千分表或者是测微仪。
在调整架〔11〕上取下被测光学元件〔5〕装上已知厚度为dn的标准块，标准块可用任何一种玻璃抛光制成透镜形或平行平板形。它的厚度dn值可用接触法直接测得，把标准块的光轴调整到OO轴线方向。重复以上步骤在标准块的左表面与固定平面镜〔1〕表面反射的两束光相干出现白光干涉条纹时固定调节架〔11〕，然后移动可动平面镜〔6〕，直到标准块右表面与可动平面镜〔6〕表面反射的两束光相干出现白光干涉条纹为止，由读数指示器〔10〕读出示值a2。
根据已知标准块的厚度dn和可动平面镜〔6〕移动的距离a＝(a2－a1)，可测得光学元件的厚度d＝dn＋a。
标准块可以做成不同厚度的若干块，测试时选用与被测光学件厚度相近的一块，以减少可动平面镜的移动距离，提高测量精度。
权利要求
1.一种光学元件厚度光学测量仪器，由麦克尔逊干涉系统组成，本实用新型的特征是，在被测件[5]的一侧，由固定镜[1]，透反镜[2]、补偿板[3]及白光光源[4]组成的左麦克尔逊干涉系统和在被测件[5]的另一侧，由上与指示器[10]相接触而且能上下移动的可动平面镜[6]、透反镜[8]、补偿板[7]及白光光源[9]组成的右麦克尔逊干涉系统构成。装有被测件[5]的测量架[11]能沿被测件光轴方向左右移动及测量架[11]自身在基准底平面上转动，以调节光轴方向与OO轴方向平行。
2.根据权利要求
1所述的测量仪器，其特征是，所述的指示器〔10〕可以是千分表或者是测微仪。
专利摘要
一种用于测量光学元件厚度的光学测量仪器，属于测量和测试装置。它由麦克尔逊干涉系统组成的，根据白光干涉条纹定位并将被测光学元件与标准块比较，对当前尚未解决的胶合透镜。可见光不透明的光学元件，未知材料的光学元件和无法预知厚度且误差不大于百分之五毫米的光学元件实现非接触测量，同时减少测试成本和测试时间。
文档编号G01B11/02GK87200715SQ87200715
公开日1987年12月2日 申请日期1987年1月20日
发明者徐昌杰 申请人:浙江大学导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan