一种测量微棱镜反射波前的干涉仪的制作方法

本发明涉及干涉仪领域，具体而言，涉及一种测量微棱镜反射波前的干涉仪。

背景技术：

微棱镜的斜面是工作面，其面形或反射波前的检测，需要借助于激光干涉仪。激光良好的空间相干性和时间相干性是一把双刃剑，在测试微棱镜工作面的反射波前时，其两个直角面的内反射光同样会形成干涉条纹，与正常的干涉条纹叠加在一起，干扰测量。

现有的技术方案：

如图1所示，方案1的干涉仪安装平面参考镜14，干涉仪的镜头12平行光出射，待测的棱镜13的工作面(斜面)正对着平行光放置，干涉仪检测的是工作面的面形。

缺点在于，除了工作面的反射光外，棱镜13两个直角面的内反射光也会原路返回干涉仪11，且由于两个直角面的反射均为全反，因此干扰光束的强度还远远超过工作面的反射光(工作面的反射光强是入射光强的4％，而干扰光强是入射光强的96％*96％＝92％)，工作面形成的干涉条纹几乎不可观察。只能在直角面涂抹凡士林类的油脂来消除干扰光。凡士林的涂抹和清洁会严重影响测试的效率，且有可能造成表面光洁度的损伤。

如图2所示，方案2的干涉仪21安装平面镜头22，干涉仪21的平行光出射，待测的棱镜23的工作面与平行光成45度或其他角度放置，光束经斜面反射后，经平面反射镜返回。干涉仪检测的是工作面的反射波前。

方案2是在方案1的基础上有了改良，测量光束与棱镜工作面以45度(或其他角度)入射，直角面内反射光束的光强会弱于工作面的反射光，形成的干扰也会减弱，但依然无法完全消除，而且，检测的光路是平行光传输，而微棱镜的实际使用场景中，光束是球面波传输，测试结果并不能真实反映实际场景的影响。

技术实现要素：

本发明针对现有技术的缺点，提供了一种测量微棱镜反射波前的干涉仪，解决了上述技术的缺陷。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种测量微棱镜反射波前的干涉仪，与干涉仪本体相对应，干涉仪本体上安装有镜头；所述镜头的前方安装有待测的棱镜；其特征在于：所述镜头上设置有球面镜片，球面镜片的光线直射到待测的棱镜上；所述待测的棱镜的一侧设置有球面反射镜；球面反射镜的凹面面对待测的棱镜。

优化的方案，所述待测的棱镜的侧面为工作面，工作面斜向设置；工作面、球面反射镜和球面镜头呈直角三角形形状排列。

优化的方案，所述球面镜头的f数为2.8-7.0。

优化的方案，所述球面镜头的f数为5.6。

优化的方案，所述球面反射镜的曲率半径与直径比例为2.8。

由于采用了上述技术，与现有技术相比较，本发明的有益效果是：

1、本发明能够实现与实际使用场景完全吻合的效果，并且检测结果能够真实反映微棱镜面形对光学系统的影响，可靠性得到了大幅度的提升。

2、本发明在检测过程中，棱镜的直角面反射光不会返回干涉仪的相机内，不会对图像产生干扰。

附图说明

图1为背景技术中方案1的原理结构示意图；

图2为背景技术中方案2的原理结构示意图；

图3为本发明一种实施例的原理结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

如图3所示，一种测量微棱镜反射波前的干涉仪，与干涉仪本体1相对应，干涉仪本体1上安装有镜头。所述镜头的前方安装有待测的棱镜3。上述的本体和镜头都是现有技术，所以其原理、具体结构以及工作原理，不再赘述。棱镜是待检测的棱镜。

本发明的重点是提供一个不会对图像产生干扰的结构。结构描述如下：

所述镜头上设置有球面镜片2，球面镜片2的光线直射到待测的棱镜上。所述待测的棱镜的一侧设置有球面反射镜4。球面反射镜4的凹面面对待测的棱镜3。

所述待测的棱镜的侧面为工作面，工作面斜向设置。工作面、球面反射镜和球面镜片呈直角三角形形状排列。

所述球面镜头的f数为2.8-7.0。优化的方案，所述球面镜头的f数为5.6。

优化的方案，所述球面反射镜的曲率半径与直径比例(r/d)为2.8。

检测方案的制定一直遵循一个原则：怎样使用，便怎样检测。在实际应用的光学系统中，经过微棱镜的光束是球面波，而不是平面波。因此，该方案也遵循该原则，注入微棱镜表面的光束是发散的球面波。

本专利的检测过程是：干涉仪输出的平行光首先经过球面镜头，将光束会聚在待检测的棱镜前端，发散的球面波经待测的棱镜反射后，由球面反射参考镜反射，并原路返回干涉仪的镜头。干涉条纹携带的波像差，便表征了微棱镜的反射波前。

球面镜头的f数，需要与待检测的棱镜在实际使用场景中的光束数值孔径(na)相匹配。球面反射镜的曲率半径与直径比例(r/d)，需要与球面镜头的f数匹配。

上述匹配具体的原则是：

1、球面镜头的f数；2、仪器后端反射镜的曲率半径与直径比值r/d；3、微棱镜实际使用场景的光束f数。

镜头f数等于球面反射镜r/d。镜头f数小于微透镜实际应用场景光束f数。f数等于na倒数的二分之一。

本发明能够实现与实际使用场景完全吻合的效果，并且检测结果能够真实反映微棱镜面形对光学系统的影响，可靠性得到了大幅度的提升。

本发明在检测过程中，棱镜的直角面反射光不会返回干涉仪的相机内，不会对图像产生干扰。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种测量微棱镜反射波前的干涉仪，与干涉仪本体相对应，干涉仪本体上安装有镜头；所述镜头的前方安装有待测的棱镜；

其特征在于：

所述镜头上设置有球面镜片，球面镜片的光线直射到待测的棱镜上；所述待测的棱镜的一侧设置有球面反射镜；球面反射镜的凹面面对待测的棱镜。

2.根据权利要求1所述的一种测量微棱镜反射波前的干涉仪，其特征在于：所述待测的棱镜的侧面为工作面，工作面斜向设置；工作面、球面反射镜和球面镜片呈直角三角形形状排列。

3.根据权利要求2所述的一种测量微棱镜反射波前的干涉仪，其特征在于：所述球面镜头的f数为2.8-7.0。

4.根据权利要求3所述的一种测量微棱镜反射波前的干涉仪，其特征在于：所述球面镜头的f数为5.6。

5.根据权利要求2所述的一种测量微棱镜反射波前的干涉仪，其特征在于：所述球面反射镜的曲率半径与直径比例为2.8。

技术总结
本发明公开了一种测量微棱镜反射波前的干涉仪，与干涉仪本体相对应，干涉仪本体上安装有镜头；所述镜头的前方安装有待测的棱镜；所述镜头上设置有球面镜片，球面镜片的光线直射到待测的棱镜上；所述待测的棱镜的一侧设置有球面反射镜；球面反射镜的凹面面对待测的棱镜。本发明能够实现与实际使用场景完全吻合的效果，并且检测结果能够真实反映微棱镜面形对光学系统的影响，可靠性得到了大幅度的提升。

技术研发人员：祝沛
受保护的技术使用者：上海乾曜光学科技有限公司
技术研发日：2020.08.25
技术公布日：2020.10.30