透镜组轴上镜面间距的低相干光干涉测量装置及方法与流程
本发明涉及光学精密测量技术领域，具体涉及一种透镜组轴上镜面间距的低相干光干涉测量装置及方法。
背景技术：
在光学车间或实验室，非接触测量透镜中心厚度的方法是常用物理测量方法，包括图像法、共面电容法、轴向色散法、共焦法、干涉法等方法，这些测量方法主要利用透镜上下表面的反射光信息，实现透镜中心厚度的测量。
在上述测量方法中，图像法实施方法简单，但精度最低，除低相干光干涉法以外，其他测量方法的测量精度都在1μm以上；低相干光干涉法作为目前测量精度最高的测量方法，其测量精度可达600nm，但是需要有较复杂的辅助设施、光谱或数据处理方法等，如果对辅助设施和数据处理方法作进一步改进，可将低相干光干涉法的测量精度由600nm提高到200nm，并且可以对透镜组各个表面间隔进行扫描测量。
中国发明专利cn108759698a公开了一种多镜面透镜组镜面间距的低相干光干涉测量方法和装置，其中方法包括：产生第一、第二两低相干光；在第一光路上放置楔形棱镜组，由楔角相同的第一楔形棱镜和第二楔形棱镜组成；在所述第二光路上放置光学平板和被测多镜面透镜组；调整好被测透镜组至适当位置后，沿楔角的棱面连续移动第二楔形棱镜，使得被测透镜组各镜面的反射光依次与所述第二楔形棱镜的楔角的另一棱面的反射光，在ccd相机接收面上产成干涉条纹，根据所述第二楔形棱镜移动过程中，产生相邻两次干涉条纹的位置读数，计算得到被测多镜面透镜组中心轴上相邻镜面间距。该方法基于低相干光的迈克尔孙干涉系统原理，在其中的两路光路中的适当位置，分别置入小角度楔角的楔形棱镜组和光学平行板、被测多镜面透镜组；通过沿楔角棱面连续移动楔形棱镜组的第二楔形棱镜，精密调节补偿测量过程中两路光干涉时的光程差，依次找到被测透镜组的各镜面反射光分别与小角度楔角的楔形棱镜组的第二楔形棱镜的楔角相邻的朝外的棱面的反射光的等光程的干涉条纹，并记录第二楔形棱镜沿所述方向移动过程中有干涉条纹时的位置读数，计算得到多镜面透镜组的镜面间距，虽然实现了对多镜面透镜组的镜面间距的非接触无损伤测量，反应灵敏，测量精度高，但是却存在如下缺点：
(1)在调试和测量过程中，被测透镜组各镜面的反射光依次会与楔形棱镜组的前端面和后端面的反射光产生低相干干涉，导致干涉条纹的误判，致使结果错误，却不容易被发现；
(2)上述测量方法操作稍有复杂，测量精度也有待提高。
有鉴于此，需要对现有测量方法进行改进，以使操作简便，精度和测量结果可靠性提高。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是现有的透镜组轴上镜面间距的测量方法操作复杂、容易误判、精度低和测量结果可靠性差的问题。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是提供一种透镜组轴上镜面间距的低相干光干涉测量装置，包括分束立方棱镜、平面反射镜、成像透镜、ccd相机、光学平行板和楔形棱镜组；所述楔形棱镜组由楔角相同的第一楔形棱镜和第二楔形棱镜组成，所述第一楔形棱镜和第二楔形棱镜互补放置，内部相对着的两个棱面是各自楔角相邻的棱面；
所述分束立方棱镜将准直后的平行的低相干光分束，得到第一、第二低相干光；第一、第二低相干光分别由被测共轴透镜组、平面反射镜反射，并沿原路返回所述分束立方棱镜，由所述分束立方棱镜分别透射和反射，经所述成像透镜后在所述ccd相机的接收面上会合重叠产生干涉条纹；第一、第二低相干光分别形成测试光路和参考光路；
所述光学平行板设置在所述测试光路中，所述第一低相干光垂直穿过所述光学平行板后，并由被测共轴透镜组中各镜面反射，中心轴上光线沿原路返回，由所述分束立方棱镜透射后，经所述成像透镜到达所述ccd相机的接收面上；
所述楔形棱镜组的第一楔形棱镜固定在所述参考光路中，所述第二楔形棱镜沿所述的楔形棱镜组内部相对着的平行的棱面内且垂直于棱的方向移动；所述第二低相干光从第一楔形棱镜的与楔角相邻的朝外的棱面垂直射入，从所述第二楔形棱镜的与楔角相邻的朝外的棱面垂直射出，被所述平面反射镜反射沿原路返回，由所述分束立方棱镜反射后，经所述成像透镜到达所述ccd相机的接收面上；
沿所述内部相对着的平行的棱面内且垂直于棱的方向连续移动所述第二楔形棱镜，使得被测共轴透镜组的不同镜面的反射光依次与所述平面反射镜的反射光，在ccd相机的接收面上先后产生干涉条纹，，根据依次的相邻两次干涉所述第二楔形棱镜的移动距离，计算得到被测共轴透镜组中各对相邻镜面的间距。
在上述装置中，根据以下公式计算得到被测共轴透镜组的中心轴线上各相邻镜面的间距ti，
其中，ni为被测共轴透镜组中相邻镜面间材质的折射率，np为楔形棱镜组的材质的折射率，n0为空气的折射率；α为楔形棱镜组的棱镜的楔角，xi，xi+1分别为所述楔形棱镜组中第二楔形棱镜沿所述楔形棱镜组内部的相对着的平行棱面内且垂直于棱的方向移动过程中，先后产生的相邻两次干涉条纹的位置读数。
在上述装置中，所述光学平行板与所述楔形棱镜组由相同材料制成。
在上述装置中，所述楔形棱镜组设置在所述参考光路中。
本发明还提供了一种透镜组轴上镜面间距的低相干光干涉测量方法，包括以下步骤：
产生第一、第二低相干光，并分别由被测共轴透镜组的各镜面和平面反射镜反射，且各自沿原路返回到分束立方棱镜，再分别经分束立方棱镜透射和反射之后，经过成像透镜，在ccd相机的接收面上产生等光程干涉条纹，第一、第二低相干光所在的光路分别形成测试光路和参考光路；
在测试光路和参考光路上分别放置光学平行板和上述结构的楔形棱镜组；所述楔形棱镜组由楔角相同的第一楔形棱镜和第二楔形棱镜组成，所述第一楔形棱镜和第二楔形棱镜互补放置，内部相对着的两个棱面是各自楔角相邻的棱面，所述第一楔形棱镜固定在所述参考光路中，其楔角相邻的朝外的棱面与所述分束立方棱镜相对；所述第二楔形棱镜可沿所述的楔形棱镜组内部的相对着的平行的棱面内且垂直棱的方向移动，其楔角相邻的朝外的棱面与平面反射镜相对；
使第一低相干光先垂直经过补偿光程用的光学平行板，射入被测镜面间距的共轴透镜组，并由共轴透镜组的各镜面反射后，轴上光线沿原路返回，透过分束立方棱镜后，经过成像透镜进入到ccd相机；
使第二低相干光由第一楔形棱镜的与楔角相邻的朝外的棱面垂直进入，由第二楔形棱镜的与楔角相邻的朝外的棱面垂直射出，经平面反射镜反射后，沿原路返回，由分束立方棱镜反射后，经过成像透镜进入ccd相机；
沿所述楔形棱镜组内部相对着的平行的棱面内且垂直棱的方向连续移动第二楔形棱镜，使得被测共轴透镜组的各镜面的反射光依次与所述平面反射镜的反射光，在ccd相机的接收面上先后产生干涉条纹，并记录下所述第二楔形棱镜移动过程中，产生各相邻两次条纹的位置读数xi，xi+1；
根据以下公式计算得到被测共轴透镜组的中心轴线上相邻镜面的间距ti，
其中，ni为被测共轴透镜组中相邻镜面间材质的折射率，np为楔形棱镜组的材料的折射率，n0为空气的折射率，α为楔形棱镜组的棱镜的楔角，xi，xi+1分别为所述第二楔形棱镜移动过程中，依次产生的相邻两次干涉条纹的位置读数，i为正整数。
在上述方法中，通过减小所述第一楔形棱镜和第二楔形棱镜的楔角α，提高测量精度。
在上述方法中，测量误差δti为：
其中，δxi、δxi+1是楔形棱镜组的第二楔形棱镜沿棱镜组内部相对着的平行的棱面内且垂直棱的方向移动时的位置测量误差。
与现有技术相比，本发明在进行测量装置的光学器件定位时，采用透镜组本身的镜面作为测试光路上的反射镜，且在测量时在参考光路上采用平面反射镜作为反射器件，不再使用楔形棱镜组的后端面的反射光作为参考光与测试光的等光程干涉进行测量，不仅解决了在调试和测量过程中，被测透镜组各镜面的反射光与楔形棱镜组的前端面和后端面的反射光都可能产生低相干干涉，出现干涉条纹误判的问题；而且与同类装置相比，在同样的条件下，测量精度提高至前者的三分之一；另外，本发明容易实现，在调试和测量步骤更为简单和易操作。
附图说明
图1为本发明中的低相干光干涉测量透镜组轴上镜面间距原理示意图；
图2为本发明中低相干光干涉测量透镜组轴上镜面间距过程步骤示意图；
图3为本发明中楔形棱镜组光学结构示意图。
具体实施方式
本发明提供一种测量透镜组轴上镜面间距的方法，采用光程补偿机制实现低相干光的干涉测量，通过逐面扫描方式，测量透镜组中心轴上各镜面之间的间距的方法，不仅具有精度高且可改变，非接触无损测量等优点，而且解决了现有技术在调试和测量过程中，被测透镜组各镜面的反射光依次会与楔形棱镜组的前端面的反射光产生低相干干涉，导致干涉条纹的误判的问题。
下面结合说明书附图和具体实施方式对本发明做出详细说明。
如图1、2所示，本发明提供的透镜组轴上镜面间距的低相干光干涉测量装置，包括：
低相干光光源1，用于产生低相干光。
显微物镜2，用于将低相干光聚焦成点光源。
小孔光阑3，用于滤除点光源周边的杂散光。
消色差准直物镜4，用于将小孔光阑3处的低相干的点光源转换成低相干的平行光束。
分束立方棱镜5，用于将经消色差准直物镜4发出的低相干的平行光束分离成第一低相干光和第二低相干光；同时，对沿原路返回第一低相干光和第二低相干光进行透射或反射。
共轴透镜组7和平面反射镜9，用于将第一低相干光和第二低相干光分别反射并各自沿原路返回到分束立方棱镜5，再分别经分束立方棱镜5透射和反射后会合重叠；第一、第二低相干光的所在光路分别称为测试光路和参考光路。
光学平行板6，其两个表面严格平行，设置在测试光路上，用于两路低相干光干涉时，平衡楔形棱镜组8对低相干光的色散以及补偿楔形棱镜组8初始状态的额外光程差，所以光学平行板6和楔形棱镜组8用材料相同的光学玻璃制作。
楔形棱镜组8，设置在参考光路上，由第一楔形棱镜31(图1、图2中楔形棱镜组8的左侧棱镜)和第二楔形棱镜32(图1、2中楔形棱镜组8的右侧棱镜)组成。第一楔形棱镜31和第二楔形棱镜32在图中可以均为楔形直角棱镜，也可以均为一般的楔形棱镜，它们在同一水平面上以互补位置放置，两个斜边所在斜面相对且平行有微小间隔。在采用一般的楔形棱镜时，两楔角的各自的一个邻面相对且平行有微小间隔。第一楔形棱镜31固定，第二楔形棱镜32可沿自身的斜面(斜边)方向移动并由联动的测量尺测量位移，第二楔形棱镜32称为可动的测量用楔形棱镜。第一楔形棱镜31的左侧的棱面与分束立方棱镜5相对，作为第二低相干光的入射面，第二楔形棱镜32的右侧棱面与平面反射镜9相对，作为第二低相干光的出射面。
成像物镜10和ccd相机11，用于接收会合重叠后的第一低相干光和第二低相干光，并在ccd相机11的接收面上产生等光程干涉条纹。
对于低相干光，由于其光谱范围较宽以及玻璃光学元件对低相干光有色散的原因，只有在两光路相对低相干光中心波长的光等光程的条件下，才能产生稳定的干涉条纹，所以在测量前需要保证测试光路和参考光路的两路光等光程，而是否能观察到干涉条纹，就是判断两路光等光程的依据。
因此在测量前，适当调整共轴透镜组7和平面反射镜9的位置，使共轴透镜组7的前表面和平面反射镜9分别对第一低相干光和第二低相干光反射后的光，经过分束立方棱镜5的透射和反射，经过成像物镜10，在ccd相机11的接收面上能够观察到低相干光的等光程干涉条纹，此时测试光路和参考光路两路光束是等光程的。需要说明的是，由于被测共轴透镜组7的各镜面只有轴上的中心面元可看成平面，围绕轴上的中心面元周边区域是绕轴旋转对称的球面，所以共轴透镜组7的某一镜面反射的光束和参考光路上反射的光束在ccd相机11形成的干涉条纹，为中心为较粗的圆斑，周边是渐密渐细、且很快就消失的圆环形条纹。
具体地说，在进行测试时，第一低相干光(上方的一路)先垂直经过光学平行板6，射入被测镜面间距的共轴透镜组7，并由共轴透镜组7的某一镜面反射后，沿原路返回到分束立方棱镜5，再由分束立方棱镜5透射后，经成像物镜10进入到ccd相机11。
第二低相干光(右侧的一路)，由楔形棱镜组8的左侧端面(第一楔形棱镜31的左侧棱面)垂直入射，经楔形棱镜组右侧端面(第二楔形棱镜32的右侧棱面)出射后，再经平面反射镜9反射后，沿原路返回到分束立方棱镜5，再由分束立方棱镜5反射，经成像物镜10进入ccd相机11。
此时，楔形棱镜组8的光学结构可看成一个等效的光学平行平板，当第二楔形棱镜32沿自身的斜面(斜边)方向移动时，会导致这一等效的光学平行平板的等效厚度的连续改变，而垂直于端面(第一楔形棱镜31的左侧棱面)入射平行光的光程也随即改变，但出射光的方向不变，对平行光而言还不会发生侧移。
所以，适当调整楔形棱镜组8的有效厚度，上述进入ccd相机11的第一、第二低相干光就会在ccd相机11的接收面上重叠，产生低相干光的等光程干涉条纹；确定此时第二楔形棱镜32位置后，继续沿自身斜面(斜边)方向移动第二棱镜32，使得被测共轴透镜组7的各镜面的反射光，依次与透过楔形棱镜组8后由平面反射镜9反射的光在ccd相机11的接收面上产等光程干涉条纹。依所产生等光程干涉条纹时，第二棱镜32在沿斜面(斜边)方向上的位移，计算得到被测共轴透镜组7的中心轴上各相邻镜面的间距。
在本发明中，采用一般的低精度位移动机构为移动平台，带动楔形棱镜组8中的第二楔形棱镜32沿自身的斜面(斜边)方向移动，实现用接近光轴垂直方向的低精度位移获得沿光轴方向的高精度位移，达到光轴方向的光程精密调节和测量。
如图2所示，共轴透镜组镜面间距的测量详细过程如下：
在测量过程中，楔形棱镜组8中的第二楔形棱镜32沿图中的自身斜面(斜边)方向移动。竖向虚线表示第二楔形棱镜32移动后其右侧棱面的新位置，与横向虚线对应，表示第二棱镜32移动过程中，依次找到的被测共轴透镜组7连续各个镜面的反射光，分别与平面反射镜9的反射光产生等光程干涉条纹的位置。
第一步：如图1所示，布置好低相干光源1、显微物镜2、小孔光阑3、消色差准直物镜4、分束立方棱镜5、被测共轴透镜组7、平面反射镜9、成像物镜10和ccd相机11。调整好消色差准直物镜4，出射平行光。平行光垂直入射分束立方棱镜5，分离出第一低相干光和第二低相干光，并分别射向共轴透镜组7和平面反射镜9，先后调整共轴透镜组7和平面反射镜9各自的位置和倾角，直至在ccd相机11接收面上观察到被测共轴透镜组7前表面的反射光与平面反射镜9的反射光的低相干光的等光程干涉条纹。此条纹是一般是圆形条纹，因为共轴透镜组7的前表面一般是球面，如果共轴透镜组7前表面是平面，则是直线形条纹。该步骤相当于对装置进行校准，因为低相干光的光谱范围较宽，只有在两路低相干光严格等光程的条件下，才能产生稳定的干涉条纹。因此，是否观察到干涉条纹，就是判断两路光是否严格等光程的依据。
第二步：在被测共轴透镜组7所在的测试光路中，置入补偿光程用的光学平行板6，并调整光学平行板6，使第一低相干光垂直通过光学平行板6，由共轴透镜组7的各镜面反射后，轴上光线沿原路返回；在平面反射镜9所在参考光路中，置入楔形棱镜组8。楔形棱镜组8至分束立方棱镜5的距离，与在测试光路上光学平行板6至分束立方棱镜5的距离要有所不同，以避免它们的表面的反射光在ccd相机11上重叠产生偶然性低相干光干涉条纹。调整楔形棱镜组8，让第二低相干光垂直于楔形棱镜组8的第一楔形棱镜31的左侧棱面入射，并且穿过楔形棱镜组8后垂直于第二楔形棱镜32的右侧棱面出射，再由平面反射镜9反射后沿原路返回；沿楔形棱镜组8的第二楔形棱镜32自身的斜面(斜边)方向移动第二楔形棱镜，直至再次在ccd相机11的接收面上观察到被测共轴透镜组7前表面的反射光与平面反射镜9的反射光的低相干光等光程干涉条纹。记下此时楔形棱镜组8的第二楔形棱镜32沿其斜面方向上的位置读数x1。
第三步：继续沿楔形棱镜组8的第二楔形棱镜32自身的斜面(斜边)方向移动第二楔形棱镜，依次在ccd相机11接收面上观察到被测共轴透镜组7的第二个镜面，第三个镜面，第四个镜面，…，第i个镜面的反射光，与平面反射镜9的反射光的等光程干涉条纹，并分别记下此时楔形棱镜组8的第二楔形棱镜32沿其斜面(斜边)方向上的位置读数x2，x3，x4，…，xi。
根据低相干光的干涉原理可知，在测量共轴透镜组7的镜面间距过程中，相邻两镜面的反射光依次与透过楔形棱镜组8(调节楔形棱镜组8的过程中)由平面反射镜9的反射的光发生干涉，楔形棱镜组8作为等效可变厚度的光学平行板，增加厚度引起光程的增量等于共轴透镜组内部的相邻两镜面在轴上的反射光的光程差，也等于光线在轴上经过这相邻两面的光程的两倍。
设共轴透镜组7内部的某相邻镜面间材料折射率为ni，此相邻两镜面中心轴上的间距为ti，空气的折射率为n0，楔形棱镜组8的玻璃材料的折射率为np，楔形棱镜组8的楔角为α，楔形棱镜组的第二楔形棱镜32沿自身的斜面(斜边)方向移动过程中，相邻两次发生干涉条纹的位置读数分别为xi，xi+1，根据等光程的干涉条件，有：
2niti＝2(np-n0)(xi+1-xi)sinα
求得此相邻两镜面间中心轴上的间距ti为：
其测量误差δti为：
在上式中δxi、δxi+1是楔形棱镜组8的第二楔形棱镜32沿楔形棱镜组内部相对着的平行的棱面内且垂直棱的方向移动时的位置测量误差。
下面对本发明的测量精度进行分析。
如图3所示，第二楔形棱镜32，也即直角三角形δabc，沿斜边ab方向移动一段距离后，到达图3中的虚线直角三角形δa'b'c'的新位置。可看出，移动到新位置后，楔角所在的顶点a移动到a'，等效平行平板的厚度增量是
由于棱镜的楔角α很小，为叙述方便，这里把t称为纵向厚度增量，把x称为近似的横向位移。从公式t＝xsinα可知，α＜90°，则sinα＜1，所以有t＜x。这说明大的近似横向位移x线性比例地产生小的纵向厚度增量t，由此可知，一旦楔形棱镜组的楔角α确定了，大的近似横向位移测量误差δx传递给纵向光学平行平板厚度增量的测量误差δt是线性地减小了，因此提高了纵向光学平行平板厚度增量的测量精度。
对于测量透镜组轴上镜面间距而言，测量误差也相应地线性减小。例如，一般玻璃材料的折射率在1.4～1.7之间，在上面所述的误差计算公式中，含有折射率的分式因子的比值约为0.3，所以影响误差的因子为0.3×sinα。由于楔形棱镜组的楔角α＜＜90°，则sinα＜＜1，所以当α一旦确定，共轴透镜组的轴上镜面间距测量误差也相应地线性减小了。
还可以看出，楔形棱镜组中的楔角α的值越小，测量精度就越高。从光学光程的概念来说，实现了光程的精密调节和测量。由于楔形棱镜组的楔角α可以重新设计改变，所以可以根据测量精度的需要，设计相应楔角α的棱镜组，满足需要的测量精度控制要求。理论上说，测量精度可以任意提高，但受楔角α的测定精度的限制，测量精度不可能无限制地提高。
下面对本发明的测量精度通过对比实验计算进行说明。
实验组：采用本发明的低相干光干涉测量方法进行透镜组轴上镜面间距测量。假定楔形棱镜的移动测量尺的精度为±1μm，则δxi和δxi+1的误差之和为±2μm。用led低相干光作为光源，其中心波长λ＝680nm。玻璃材料k9和qk2对红光656.27nm的折射率分别为1.51390和1.47590。红光680nm和红光656.27nm波长相差不大，可近似认为上述玻璃材料的折射率也是对红光680nm的折射率；空气的折射率约为1.00029。如表1所示的是实验组测量精度分析数据表，其中，楔形棱镜组的材料为k9，被测共轴透镜组的某相邻的两个镜面间材料分别为k9和qk2，表中有在不同楔角的楔形棱镜组时的镜面间距的测量精度计算结果。
表1：实验组测量精度分析数据表。
从表1中可以看出，当要求共轴透镜组的轴上间距测量精度越高时，棱镜楔角越小；改变楔形棱镜的楔角设计，可使共轴透镜组的轴上镜面间距的测量精度满足设定精度的控制范围内，例如在18nm以内，楔形棱镜组和被测共轴透镜组材料都是k9时，α＜1°30'。
对比组：采用中国发明专利cn108759698a中的低相干光干涉测量方法进行透镜组轴上镜面间距测量。对比组的楔形棱镜的移动测量尺的精度、δxi和δxi+1的误差之和与实验组相同，楔形棱镜组的棱镜楔角与实验组也近似相同；同时也采用led低相干光作为光源，其中，心波长λ＝680nm，两个对比组的楔形棱镜组的材料都为k9，被测共轴透镜组的某相邻的两个镜面间材料分别为k9和qk2，与实验组相同；空气的折射率约为1.00029；。如表2所示的对比组测量精度分析数据表。
表2：对比组测量精度分析数据表。
由表1和表2相比较可知，在楔形棱镜组的棱镜楔角近似相同的情况下，使用相同的楔形棱镜组对同一被测透镜组进行测量，实验组的精度比对比组高出许多，实验组测量精度约为对比组的三分之一，例如对比组棱镜楔角为1°26'时，测量精度为50nm，而实验组棱镜楔角为1°30'时，测量精度则为18nm，远远高于对比组。
利用上述透镜组轴上镜面间距的低相干光干涉测量装置，本发明提供的一种透镜组轴上镜面间距的低相干光干涉测量方法，包括以下步骤：
产生第一、第二低相干光，它们由共轴透镜组的前表面(前端的第一镜面)和平面反射镜分别反射，并沿原路返回到分束立方棱镜，再分别经分束立方棱镜透射和反射，经成像物镜在ccd相机的接收面上会合重叠；第一、第二低相干光所在的光路分别形成测试光路和参考光路；调整好共轴透镜组、平面反射镜、分束立方棱镜、成像物镜和ccd相机位置，使ccd相机接收面上得到等光程的干涉条纹；
在测试光路和参考光路上分别放置光学平行板和上述结构的楔形棱镜组；
使第一低相干光先垂直经过光学平行板，射入被测镜面间距的共轴透镜组，并由共轴透镜组的各镜面反射后，沿原路返回到分束立方棱镜，再由分束立方棱镜透射后，经成像物镜进入到ccd相机；
使第二低相干光由楔形棱镜组的第一楔形棱镜的左侧棱面垂直进入，透过楔形棱镜组后，由第二楔形棱镜的右侧棱面垂直射出，经平面反射镜反射后，沿原路返回到分束立方棱镜，再由分束立方棱镜反射，经成像物镜进入ccd相机；
沿楔形棱镜组内部相对着的平行的棱面内且垂直于棱的方向(斜边)方向移动第二楔形棱镜，在ccd相机产生低相干光的干涉条纹，确定此时第二楔形棱镜位置读数x1；然后继续沿楔形棱镜组内部相对着的平行的棱面内且垂直于棱的方向(斜边)移动第二棱镜，使得被测透镜组的连续各镜面的反射光依次与平面反射镜的反射光，在ccd相机的接收面上产生干涉条纹，并记录下产生相邻两次条纹时第二楔形棱镜的位置读数xi，xi+1，i为正整数；
根据以下公式计算得到被测透镜组的轴上相邻两个镜面的间距ti，
其中，ni为被测多镜面透镜组中相邻镜面间的材料折射率，np为楔形棱镜组的玻璃材料的折射率，n0为空气的折射率，xi，xi+1分别为所述第二楔形棱镜沿楔形棱镜组内部相对着的平行的棱面内且垂直于棱的方向(斜边)移动过程中，产生相邻两次条纹的位置读数。
本发明具有以下优点：
(1)测量方法无接触，对被测轴上镜面间距的透镜组无损伤；
(2)采用宽光谱的低相干光作为光源的干涉方法进行测量定位，反应灵敏，准确度好；
(3)测量过程中，接近横向移动楔形棱镜实现低相干光束的纵向镜面位置扫描，即变纵向扫描为近似的横向扫描，使得干涉仪在测量过程不必伸缩或整体移动；
(4)用接近光轴垂直方向的低精度位移机构，获得沿光轴方向的高精度位移调节，以实现光轴方向的光程的高精度调节和测量；
(5)可改变楔形棱镜组的楔角设计，可使镜面间距测量精度控制在20nm以内；
(6)采用光程补偿机制实现低相干度光的干涉，特别适应于微间距镜面的透镜组的轴上镜面间距的测量；
(7)由于在元器件定位时，采用透镜组自射的镜面作为测试光路上的反射镜，并且在测量时在参考光路上采用平面反射镜作为反射器件，不再使用楔形棱镜组的后端面的反射光作为参考光与测试光的等光程干涉进行测量，不仅可以避免在调试和测量过程中，被测透镜组各镜面的反射光与楔形棱镜组的前端面或后端面的反射光产生偶然性的低相干干涉，出现干涉条纹误判的现象，而且与同类装置相比，在同样的条件下，测量精度提高至前者的三分之一。
(8)直接使用被测透镜组自射镜面作为测试光路上的反射镜，来确定测量装置中各个光学器件的位置，不仅测量装置本身的器件减少，容易实现，而且调试和测量步骤更为简单和易操作。
本发明并不局限于上述最佳实施方式，任何人应该得知在本发明的启示下做出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。
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