CN104142130A - 一种f数为0.6斐索激光干涉仪标准参考镜 - Google Patents
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Abstract
一种F数0.6斐索激光干涉仪标准参考镜涉及光学镜头设计领域，解决了现有技术中小R数的球形元件面形检测难的问题，该参考镜包括光阑、像差平衡组分、光焦度组分和参考面，还包括：扩束组分；干涉仪发出激光，通过光阑滤过口径过大的部份，由扩束组分将光束的口径扩大，经过像差平衡组分和光焦度组分后来到参考面，一部分光经由参考面反射，返回到干涉仪；另一部分通过参考面到达待测元件，经由待测元件反射，将带有待测元件表面的光返回干涉仪；其中像差平衡组分平衡标准参考镜的像差，光焦度组分确定标准参考镜的光焦度，可以满足4英寸至12英寸不同入射口径菲索激光干涉仪的使用要求，有效地扩展了小R数元件的面形检测能力。
Description
技术领域
本发明涉及光学镜头设计领域，特别是一种F数为0.6菲索激光干涉仪标准参考镜光学结构。
背景技术
斐索激光干涉仪主要用于元件的表面面形测量，标准参考镜是菲索激光干涉仪的重要组成部分，它将斐索激光干涉仪输出的平面波转化为一个高精度的球面波，用于球面元件的表面面形测量。
如图1所示，斐索激光干涉仪标准参考镜1将斐索激光干涉仪输出的平面波转变为球形波，同时将输出的激光分离为参考光束和测量光束两部分。标准参考镜最后一个面称为参考面2，一般是一个消球差的曲面。参考面2大约将4％的激光反射回干涉仪，形成参考波前。剩余的激光作为测量波前，照射至待测元件3。测量光线垂直穿过参考面2后，照射到待测元件3表面，经过元件3表面反射后，原路返回至参考面2，并再次垂直穿过参考面2，与参考波前共同被斐索激光干涉仪内部探测器接收。由于测量波前携带了待测元件表面的面形信息，因此，通过数据处理，可以得到元件的表面面形。
标准参考镜F数定义为标准参考镜工作焦长除以标准参考镜的入瞳口径。球面元件R数定义为球面半径除以实际的通光孔径，半球形的元件其R数为0.5。利用斐索激光干涉仪测量元件表面面形时，只有标准参考镜F数小于待测量元件R数，才能将待测量元件的通光口径测全。由于小F数标准参考镜，弯曲光线的角度更大，因此设计难度也大于大F数标准参考镜。
图2给出一款F数为0.75的标准参考镜光学结构设计，该结构包括孔径光阑4、像差平衡与光焦度组分5和参考面2三部分。
美国的ZYGO公司已有商业化的标准参考镜出售，其所出售产品的F数范围从0.65至11，入射光束口径范围为25mm至6英寸。日本的MGKK系列标准参考镜的F数范围从0.75至45，入射光束口径范围为100mm与150mm。我国内也有标准参考镜产品出售，其参数基本与上述国外公司产品参数相同，F数范围从0.75至11，口径范围为25mm至6英寸。综上所述，标准参考镜F数低于0.65还没有该产品。
发明内容
为了解决现有技术中小R数的球形元件面形检测难的问题，本发明为提出一种F数0.6斐索激光干涉仪标准参考镜光学结构，通过增加扩束组分和光焦度组分，使参考镜的F下降到0.6，满足小R数的球形元件面形检测的要求。
本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：
一种F数0.6斐索激光干涉仪标准参考镜，该参考镜包括光阑、像差平衡组分、光焦度组分和参考面，还包括：扩束组分；干涉仪发出激光，通过光阑滤过口径过大的部份，由扩束组分将光束的口径扩大，经过像差平衡组分和光焦度组分后来到参考面，一部分光经由参考面反射，返回到干涉仪；另一部分通过参考面到达待测元件，经由待测元件反射，将带有待测元件表面的光返回干涉仪；其中像差平衡组分平衡标准参考镜的像差，光焦度组分确定标准参考镜的光焦度。
本发明的有益效果是：本发明为一款F数0.6的标准参考镜光学结构设计，可以满足4英寸至12英寸不同入射口径菲索激光干涉仪的使用要求，有效地扩展了小R数元件的面形检测能力。
附图说明
图1是元件表面面形测量原理图。
图2是F数为0.75标准参考镜光学结构设计图。
图3是本发明F数为0.6标准参考镜光学结构设计图。
图中，1、标准参考镜，2、参考面，3、待测量元件，4、孔径光阑，5、像差平衡与光焦度组分，6、像差平衡组分，7、光焦度组分和8、扩束组分。
具体实施例
以下结合附图3对本发明的具体实施方式作详细说明。
由图3所示，一种F数0.6斐索激光干涉仪标准参考镜，该参考镜包括孔径光阑4、像差平衡组分6、光焦度组分7和参考面2，还包括：扩束组分8；干涉仪发出激光，通过孔径光阑4滤过口径过大的部份，由扩束组分8将光束的口径扩大，经过像差平衡组分6和光焦度组分7后来到参考面2，一部分光经由参考面2反射，返回到干涉仪；另一部分通过参考面2到达待测元件，经由待测元件反射，将带有待测元件表面的光返回干涉仪；其中像差平衡组分6平衡标准参考镜的像差，光焦度组分7确定标准参考镜的光焦度。
孔径光阑4将菲索激光干涉仪射来的光束限制在规定的尺寸范围；其中孔径光阑4为一个金属挡光片，中心有通光孔，作染黑处理。干涉仪为菲索型普通商用激光干涉仪，在规定尺寸为4英寸至12英寸圆型孔径。利用扩束组分8将经过孔径光阑1的入射光进行扩束；其中扩束组分8为透明玻璃材料，数量为1片或者2片，其焦长范围为-400mm≤f≤-100mm。像差平衡组分6平衡标准参考镜的像差，使标准参考镜的波像差峰谷值优于一个工作波长；其中像差平衡组分为透明玻璃材料，数量为1片或者2片。光焦度组分7主要承担的标准参考镜的光焦度，使系统的工作焦长满足F数要求；光焦度组分7为透明玻璃材料，数量为1片或2片或3片，其焦长范围为100mm≤f≤400mm。参考面2提供标准波前，该参考面为凹面，其半径范围为50mm≤r≤180mm。
标准参考镜其系统焦长范围为350mm≤f≤1200mm，其F数为0.6，其视场为0.02度。
Claims (8)
1.一种F数为0.6斐索激光干涉仪标准参考镜，该参考镜包括光阑、像差平衡组分、光焦度组分和参考面，其特征在于，还包括：扩束组分；干涉仪发出激光，通过光阑滤过口径过大的部份，由扩束组分将光束的口径扩大，经过像差平衡组分和光焦度组分后来到参考面，一部分光经由参考面反射，返回到干涉仪；另一部分通过参考面到达待测元件，经由待测元件反射，将带有待测元件表面的光返回干涉仪；其中像差平衡组分平衡标准参考镜的像差，光焦度组分确定标准参考镜的光焦度。
2.根据权利要求1所述的一种F数为0.6斐索激光干涉仪标准参考镜，其特征在于，所述光阑为中间有通光孔、表面染黑处理的金属挡片。
3.根据权利要求2所述的一种F数为0.6斐索激光干涉仪标准参考镜，其特征在于，所述的光阑尺寸范围为100mm≤D≤307mm。
4.根据权利要求1所述的一种F数为0.6斐索激光干涉仪标准参考镜，其特征在于，所述扩束组分为一片或者两片的透明玻璃，其焦长范围为-400mm≤f≤-100mm。
5.根据权利要求1所述的一种F数为0.6斐索激光干涉仪标准参考镜，其特征在于，所述像差平衡组分为一片或者两片的透明玻璃。
6.根据权利要求1所述的一种F数为0.6斐索激光干涉仪标准参考镜，其特征在于，所述光焦度组分为一片、两片或者三片的透明玻璃，焦长范围为100mm≤f≤400mm。
7.根据权利要求1所述的一种F数为0.6斐索激光干涉仪标准参考镜，其特征在于，所述参考面为凹面，其半径范围为50mm≤r≤200mm。
8.根据权利要求1所述的一种F数为0.6斐索激光干涉仪标准参考镜，其特征在于，所述标准参考面的焦长范围为350mm≤f≤1200mm，系统的视场为0.02度。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105258635A (zh) * | 2015-11-09 | 2016-01-20 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 一种宽波段斐索激光干涉仪标准参考镜 |
| CN105423951A (zh) * | 2015-12-22 | 2016-03-23 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 一种长曲率半径凸面参考面标准具 |
| CN106154362A (zh) * | 2015-04-28 | 2016-11-23 | 南京理工大学 | 一种小f数多波长标准球面参考透镜组 |
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2014
- 2014-07-18 CN CN201410345392.5A patent/CN104142130A/zh active Pending
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| WO2017107747A1 (zh) * | 2015-12-22 | 2017-06-29 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 一种长曲率半径凸面参考面标准具 |
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