CN106247929A - 非球面补偿镜的设计和装配方法 - Google Patents

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武东城
隋永新
杨怀江
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Abstract

本发明公开了一种非球面补偿镜的设计和装配方法、非球面光学检测系统和方法。所述非球面补偿镜的设计方法包括步骤：将干涉仪参考面设置于非球面补偿镜的内部；将设置好干涉仪参考面的非球面补偿镜通过标准具接口直接安装于干涉仪的标准具接口位置。本发明通过将参考面设置于非球面补偿镜的内部，且非球面补偿镜可以通过标准具接口直接安装在干涉仪上，不用将干涉仪发出的球面波转化为与待测非球面相匹配的非球面波，从而简化了非球面的检测光路结构，实现了对非球面方便、快捷的检测。

Description

非球面补偿镜的设计和装配方法
技术领域
本发明属于光学设计技术领域，尤其涉及一种非球面补偿镜的设计和装配方法、非球面光学检测系统和方法。
背景技术
当前对高精度非球面进行检测时，往往需要利用补偿镜或计算全息图将干涉仪发出的球面波转化为与待测非球面相匹配的非球面波，从而实现零位检测。在这种情况下，往往需要将补偿镜或者计算全息图插入检测光路中，造成光路结构比较复杂，使用调节非常不便。
基于此，有必要提供一种非球面补偿镜的设计和装配方法、非球面光学检测系统和方法，实现对非球面方便、快捷的检测。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种非球面补偿镜的设计和装配方法、非球面光学检测系统和方法，旨在解决现有技术中对非球面的检测光路结构复杂，检测不方便，效率低下的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种非球面补偿镜的设计方法，应用于非球面光学检测中。
所述非球面补偿镜的设计方法，包括如下步骤：
将干涉仪参考面设置于非球面补偿镜的内部；
将设置好干涉仪参考面的非球面补偿镜通过标准具接口直接安装于干涉仪的标准具接口位置。
进一步地，在步骤“将干涉仪参考面设置于非球面补偿镜的内部”之前，所述非球面补偿镜的设计方法还包括如下步骤：
确定待测非球面的方程式；
根据所述待测非球面的方程式确定待测非球面的方程参数。
进一步地，在步骤“将设置好干涉仪参考面的非球面补偿镜通过标准具接口直接安装于干涉仪的标准具接口位置”之后，所述非球面补偿镜的设计方法还包括如下步骤：
根据所述非球面的方程参数确定设置好干涉仪参考面的非球面补偿镜的光学参数。
优选地，所述非球面的方程式为：
其中，z为非球面矢高，ρ是非球面的径向坐标。
优选地，所述非球面的方程式为：
其中，z为非球面矢高，ρ是非球面的径向坐标。
本发明的另一方面还提供了一种非球面补偿镜的装配方法，应用于非球面光学检测中。
所述非球面补偿镜的装配方法包括如下步骤：
将干涉仪参考面装配于非球面补偿镜的内部；
将设置好干涉仪参考面的非球面补偿镜通过标准具接口直接安装于干涉仪的标准具接口位置，形成非球面检测光学系统。
优选地，所述干涉仪为ZYGO公司的非球面干涉仪。
本发明的再一个方面还提供了一种非球面光学检测系统。
所述非球面光学检测系统包括待测非球面，所述非球面光学检测系统还包括干涉仪和非球面补偿镜，所述干涉仪的参考面设置于所述非球面补偿镜的内部，所述设置好干涉仪参考面的非球面补偿镜通过标准具接口与所述干涉仪连接。
本发明的再一个方面还提供了一种应用于上述非球面光学检测系统中非球面光学检测方法。
所述非球面光学检测方法包括如下步骤：
控制干涉仪发出平面波；
所述平面波经过所述设置好干涉仪参考面的非球面补偿镜之后，转换为与所述待测非球面相匹配的非球面波，所述非球面波沿非球面的法线入射；
所述非球面波经非球面反射后沿原光路返回，实现对待测非球面的光学检测。
优选地，所述干涉仪为ZYGO公司的非球面干涉仪。
本发明采用上述技术方案取得的技术效果为：通过将参考面设置于非球面补偿镜的内部，且非球面补偿镜可以通过标准具接口直接安装在干涉仪上，不用将干涉仪发出的球面波转化为与待测非球面相匹配的非球面波，从而简化了非球面的检测光路结构，实现了对非球面方便、快捷的检测。
附图说明
图1是本发明非球面补偿镜的设计方法的较佳实施例流程示意图；
图2是本发明非球面光学检测方法的较佳实施例流程示意图；
图3是采用本发明提供的非球面补偿镜的设计方法设计的实施例1的光学设计结果示意图；
图4是采用本发明提供的非球面补偿镜的设计方法设计的实施例1的装配结果示意图；
图5是采用本发明提供的非球面补偿镜的设计方法设计的实施例2的光学设计结果示意图；
图6是采用本发明提供的非球面补偿镜的设计方法设计的实施例2的装配结果示意图。
具体实施例
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，而不构成对本发明的限制。
参照图1所示，图1是本发明非球面补偿镜的设计方法的较佳实施例流程示意图；
在本实施例中，非球面补偿镜的设计方法包括如下步骤：
S10：确定待测非球面的方程式；
S12：根据所述待测非球面的方程式确定待测非球面的方程参数；
S14：将干涉仪参考面设置于非球面补偿镜的内部；
S16：将设置好干涉仪参考面的非球面补偿镜通过标准具接口直接安装于干涉仪的标准具接口位置；
S18：根据所述非球面的方程参数确定设置好干涉仪参考面的非球面补偿镜的光学参数。
本发明所述干涉仪可以是ZYGO公司的非球面干涉仪。
本发明还提供了基于上述设计方法的非球面补偿镜的装配方法，包括如下步骤：
将干涉仪参考面装配于非球面补偿镜的内部；
将设置好干涉仪参考面的非球面补偿镜通过标准具接口直接安装于干涉仪的标准具接口位置，形成非球面检测光学系统。
本发明进一步还提供了一种非球面光学检测系统。
所述非球面光学检测系统包括待测非球面，所述非球面光学检测系统还包括干涉仪和非球面补偿镜，所述干涉仪的参考面设置于所述非球面补偿镜的内部，所述设置好干涉仪参考面的非球面补偿镜通过标准具接口与所述干涉仪连接。
本发明还提供了一种应用于上述非球面光学检测系统中的非球面光学检测方法，参照图2所示，图2为本发明非球面光学检测方法的较佳实施例流程示意图。
在本实施例中，所述非球面光学检测方法包括如下步骤：
S20：控制干涉仪发出平面波；
S22：所述平面波经过所述设置好干涉仪参考面的非球面补偿镜之后，转换为与所述待测非球面相匹配的非球面波，所述非球面波沿非球面的法线入射；
S24：所述非球面波经非球面反射后沿原光路返回，实现对待测非球面的光学检测。
下面通过具体的实施例来解释一下本发明提供的非球面补偿镜的设计方法、装配方法的实施过程。
实施例1：
在本实施例中，非球面方程如式(1)所示。参照表1，表1为实施例1中非球面的其中一组方程参数。针对表1所示的非球面方程参数，采用本发明提供的非球面补偿镜的设计方法，利用光学设计软件优化可以获得非球面补偿镜，结果如图3所示，图3是采用本发明提供的非球面补偿镜的设计方法设计的实施例1的光学设计结果示意图。
其中，z为非球面矢高，ρ为非球面的径向坐标。
针对表1所示的非球面方程参数，采用本发明提供的非球面补偿镜的设计方法设计的光学设计结果见图3所述，在图3中，S1为非球面补偿镜，S2为干涉仪参考面，S3为待测非球面，先将干涉仪参考面S2设置于非球面补偿镜S1内部，再将非球面补偿镜S1通过标准具接口直接安装于干涉仪的标准具接口位置，实现对待测非球面S3的方便、快捷检测。
参照表2所示，表2为实施例1中设计的非球面补偿镜的光学参数，参数K为二次曲面常数。参照图4，图4是采用本发明提供的非球面补偿镜的设计方法设计的实施例1的装配结果示意图。在图4中，P1是标准具接口，P2是非球面补偿镜，P3是干涉仪参考面。
表1实施例1中非球面的方程参数
通光口径(mm) 曲面半径R(mm) K
65 -100.584 1.329873
表2实施例1中非球面补偿镜的光学参数
表面编号 曲率半径R(mm) 厚度/间隔(mm) 材料 通光口径(mm)
1 Infinity(无穷大) 5 SILICA 22.22
2 Infinity(无穷大) 6 Air 22.22
3 -32.101 5 SILICA 22.22
4 -100.584 62.507 Air 24.31
实施例2：
在本实施例中，非球面方程如式(2)所示，参照表3所述，表3为实施例2中的非球面其中一组方程参数。针对表3所示的非球面方程参数，采用本发明提供的非球面补偿镜的设计方法，利用光学设计软件优化可以获得非球面补偿镜，结果如图5所示，图5是采用本发明提供的非球面补偿镜的设计方法设计的实施例2的光学设计结果示意图。
其中，z为非球面矢高，ρ为非球面的径向坐标。
针对表3所示的非球面方程参数，采用本发明提供的非球面补偿镜的设计方法设计的光学设计结果见图5所述，在图5中，S1为非球面补偿镜，S2为干涉仪参考面，S3为待测非球面，先将干涉仪参考面S2设置于非球面补偿镜S1内部，再将非球面补偿镜S1通过标准具接口直接安装于干涉仪的标准具接口位置，实现对待测非球面S3的方便、快捷检测。
参照表4所示，表4为实施例2中设计的非球面补偿镜的具体参数，其中K为二次曲面常数，A4为4次项系数，A6为6次项系数，A8为8次项系数，。参照图6所示，图6是采用本发明提供的非球面补偿镜的设计方法设计的实施例2的装配结果示意图。在图6中，P1是标准具接口，P2是非球面补偿镜，P3是干涉仪参考面。
表3实施例2中非球面的方程参数
通光口径mm) 曲率半径R(mm) K A4 A6 A8
72.5 -142.586 1.855450 5.6477E-8 6.107E-12 6.6230E-18
表4实施例2中非球面补偿镜的光学参数
表面编号 曲率半径R(mm) 厚度/间隔(mm) 材料 通光口径(mm)
1 44.631 7 SILICA 45.00
2 54.216 12 Air 43.10
3 -63.862 5 SILICA 42.59
4 159.507 10 Air 43.94
5 -142.617 5 SILICA 46.10
6 489.966 50 Air 48.56
本发明提供的非球面补偿镜的设计方法通过将参考面设置于非球面补偿镜的内部，且非球面补偿镜可以通过标准具接口直接安装在干涉仪上，不用将干涉仪发出的球面波转化为与待测非球面相匹配的非球面波，从而简化了非球面的检测光路结构，实现了对非球面方便、快捷的检测。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效功能变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种非球面补偿镜的设计方法，应用于非球面光学检测中，其特征在于，所述非球面补偿镜的设计方法包括如下步骤：
将干涉仪参考面设置于非球面补偿镜的内部；
将设置好干涉仪参考面的非球面补偿镜通过标准具接口直接安装于干涉仪的标准具接口位置。
2.如权利要求1所述的球面补偿镜的设计方法，其特征在于，在步骤“将干涉仪参考面设置于非球面补偿镜的内部”之前，所述非球面补偿镜的设计方法还包括如下步骤：
确定待测非球面的方程式；
根据所述待测非球面的方程式确定待测非球面的方程参数。
3.如权利要求2所述的球面补偿镜的设计方法，其特征在于，在步骤“将设置好干涉仪参考面的非球面补偿镜通过标准具接口直接安装于干涉仪的标准具接口位置”之后，所述非球面补偿镜的设计方法还包括如下步骤：
根据所述非球面的方程参数确定设置好干涉仪参考面的非球面补偿镜的光学参数。
4.如权利要求2所述的球面补偿镜的设计方法，其特征在于，所述非球面的方程式为：
其中，z为非球面矢高，ρ是非球面的径向坐标。
5.如权利要求2所述的球面补偿镜的设计方法，其特征在于，所述非球面的方程式为：
其中，z为非球面矢高，ρ是非球面的径向坐标。
6.一种非球面补偿镜的装配方法，应用于非球面光学检测中，其特征在于，所述非球面补偿镜的装配方法包括如下步骤：
将干涉仪参考面装配于非球面补偿镜的内部；
将设置好干涉仪参考面的非球面补偿镜通过标准具接口直接安装于干涉仪的标准具接口位置，形成非球面检测光学系统。
7.如权利要求6所述的非球面补偿镜的装配方法，其特征在于，所述干涉仪为ZYGO公司的非球面干涉仪。
8.一种非球面光学检测系统，包括待测非球面，其特征在于，所述非球面光学检测系统还包括干涉仪和非球面补偿镜，所述干涉仪的参考面设置于所述非球面补偿镜的内部，所述设置好干涉仪参考面的非球面补偿镜通过标准具接口与所述干涉仪连接。
9.一种非球面光学检测方法，其特征在于，所述非球面光学检测方法应用于非球面光学检测系统中，所述非球面光学检测系统包括待测非球面、干涉仪和非球面补偿镜，所述干涉仪的参考面设置于所述非球面补偿镜的内部，所述设置好干涉仪参考面的非球面补偿镜通过标准具接口与所述干涉仪连接，所述非球面光学检测方法包括如下步骤：
控制干涉仪发出平面波；
所述平面波经过所述设置好干涉仪参考面的非球面补偿镜之后，转换为与所述待测非球面相匹配的非球面波，所述非球面波沿非球面的法线入射；
所述非球面波经非球面反射后沿原光路返回，实现对待测非球面的光学检测。
10.如权利要求9所述的非球面光学检测方法，其特征在于，所述干涉仪为ZYGO公司的非球面干涉仪。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111190286B (zh) * 2020-02-28 2023-07-04 中国科学院上海技术物理研究所 前后零位补偿结合检验凹非球面镜的光学系统及设计方法
CN114562954B (zh) * 2022-01-19 2024-04-02 中国人民解放军国防科技大学 柱面镜的cgh补偿绝对检验方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103743548A (zh) * 2014-01-21 2014-04-23 苏州大学 一种补偿系统及高次非球面检测装置和方法
CN104048596A (zh) * 2014-06-12 2014-09-17 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 补偿器及补偿器与干涉仪共轴的调节方法
CN105627946A (zh) * 2015-12-21 2016-06-01 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 非球面空间位置的快速调整装置及调整方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1327261C (zh) * 2005-09-05 2007-07-18 长春理工大学 一种光学非球面检测准万能补偿镜
CN104697464B (zh) * 2015-03-31 2018-04-17 中国人民解放军国防科学技术大学 基于补偿透镜的大口径凸非球面反射镜的干涉检验方法
CN105444693A (zh) * 2015-11-25 2016-03-30 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 一种浅度非球面的面形误差测量方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103743548A (zh) * 2014-01-21 2014-04-23 苏州大学 一种补偿系统及高次非球面检测装置和方法
CN104048596A (zh) * 2014-06-12 2014-09-17 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 补偿器及补偿器与干涉仪共轴的调节方法
CN105627946A (zh) * 2015-12-21 2016-06-01 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 非球面空间位置的快速调整装置及调整方法

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