CN106323191A - 一种共轭差分法检测柱面镜绝对面形的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种共轭差分法检测柱面镜绝对面形的装置，包括气浮光学抗震平台、干涉仪、标准平面镜、柱面CGH、精密电控旋转台、精密三维位移台、万向调节镜架、待测柱面、连接底板、连接片和连接杆,利用该装置可对待测柱面实现在沿母线方向及绕中心轴方向上的共轭运动，从而实现对柱面面形的绝对检测。通过测得柱面这两个方向上的差分量，通过波面复原算法即可恢复出待测波面。本发明结构简单、易于装调、抗震性能好。
Description
技术领域
本发明属于面形检测领域，具体涉及一种共轭差分法检测柱面镜绝对面形的装置。
背景技术
一般的光学面形检验方法都是相对测量法，由于干涉仪系统误差及参考平面误差，测量结果相对于实际平面有一定的偏差。当测量精度要求很高时，必须消除干涉仪的系统误差和参考平面误差，于是提出了绝对检测技术。绝对检测就是通过消除干涉仪器的系统误差和参考平面误差对测量结果的影响来得到待测件的绝对面形信息。绝对检测在原理上不引入干涉仪系统误差和参考表面误差，能够得到光学平面的绝对信息。
1954年，P.B.Keenan提出了一种伪剪切干涉计量测试技术(Pseudo shear
Interferometry, 又称为差分法或平移相减法)。伪剪切法绝对检测是通过标准平面和待测件在某一固定位置的测量结果和待测件在两个相互垂直方向移动后的测量结果相减后再累加求出待测件的绝对面形，在三次测量过程中控制干涉仪系统误差不变，差分法现已被广泛应用于光学面形的绝对测量。一般的差分法需测得零位以及互相垂直的两个方向上的波面信息，即需测得三组数据，且两轴上数据均需与零位数据相减，如零位数据的误差会被代入两次计算过程中，容易产生较大误差。一般的装调装置无法满足实现待测柱面的准确装调以及延母线方向的轴向和旋转运动，故不能用于共轭差分法检测柱面绝对面形。利用该发明可以本发明公开了一种共轭差分法对柱面镜面形进行绝对检测的装置，利用该装置可对待测柱面实现在沿母线方向及绕中心轴方向上的共轭运动，从而实现对柱面面形的绝对检测。
专利号为201410244608.9中涉及一种应用共轭差分法检测柱面镜绝对面形的方法，其所述装置抗震性能一般，受震动的影响干涉仪所采集到的图像信息叠加了震动噪声，干涉仪不能准确测量。
发明内容
本发明的目的在于提供一种共轭差分法检测柱面镜绝对面形的装置，在满足实现待测柱面在各个维度的运动之外结构更加稳定，抗震性能大幅度提高，能得到较为准确的测试结果。
实现本发明目的的技术解决方案为：一种共轭差分法检测柱面镜绝对面形的装置，包括气浮光学抗震平台、干涉仪、标准平面镜、柱面CGH、精密电控旋转台、精密三维位移台、万向调节镜架、待测柱面、连接底板、连接片和连接杆；干涉仪、柱面CGH和精密电控旋转台均设置在气浮光学抗震平台上；标准平面镜设置在干涉仪的出光口，使干涉仪的出射波前为平面波，精密电控旋转台顶部设有连接底板，精密三维位移台固定在连接底板顶部，万向调节镜架通过连接片与精密位移台连接，待测柱面通过连接杆设置在万向调节镜架上，干涉仪、柱面CGH和待测柱面共光轴，精密电控旋转台的中心位于所述光轴的正下方。
所述柱面CGH由计算全息片夹持装置夹持。
所述连接底板底部为楔形。
本发明与现有技术相比，其显著优点在于：
（1）通过精密电控位移台和精密三维位移台能够实现柱面的多维度运动，运动精度高。
（2）通过连接板的改造提高了整体装置的抗震性能。
附图说明
图1为本发明的一种共轭差分法检测柱面镜绝对面形的装置的整体结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
结合图1，一种共轭差分法检测柱面镜绝对面形的装置，包括气浮光学抗震平台1、干涉仪2、标准平面镜3、柱面CGH4、精密电控旋转台5、精密三维位移台6、万向调节镜架7、待测柱面8、连接底板9、连接片10和连接杆11；干涉仪2、柱面CGH4和精密电控旋转台5均设置在气浮光学抗震平台1上；标准平面镜3设置在干涉仪2的出光口，使干涉仪2的出射波前为平面波，精密电控旋转台5顶部设有连接底板9，精密三维位移台6固定在连接底板9顶部，万向调节镜架7通过连接片10与精密位移台6连接，待测柱面8通过连接杆11设置在万向调节镜架7上，干涉仪2、柱面CGH4和待测柱面8共光轴，精密电控旋转台5的中心位于所述光轴的正下方。
所述柱面CGH4由计算全息片夹持装置夹持。
所述连接底板9底部为楔形。
实施例一
一种共轭差分法检测柱面镜绝对面形的装置，包括气浮光学抗震平台1、干涉仪2、标准平面镜3、柱面CGH4、精密电控旋转台5、精密三维位移台6、万向调节镜架7、待测柱面8、连接底板9、连接片10和连接杆11；干涉仪2、柱面CGH4和精密电控旋转台5均设置在气浮光学抗震平台1上；标准平面镜3设置在干涉仪2的出光口，使干涉仪2的出射波前为平面波，精密电控旋转台5顶部设有连接底板9，连接底板9为L型，精密三维位移台6固定在连接底板9顶部，万向调节镜架7通过连接片10与精密位移台6连接，待测柱面8通过连接杆11设置在万向调节镜架7上，干涉仪2、柱面CGH4和待测柱面8共光轴，精密电控旋转台5的中心位于所述光轴的正下方。
所述柱面CGH4由计算全息片夹持装置夹持。
所述连接底板9底部为楔形。
工作过程如下：
步骤1打开干涉仪2，使得干涉仪2的出射波前入射到柱面CGH4上，通过柱面CGH4的波前再入射到待测柱面8上。
步骤2装调检测光路：
2-1调节柱面CGH4使出射+1级衍射光斑对准干涉仪2的中心光斑，形成+1级干涉载波；
2-2调节精密电控旋转台5中心位置使精密电控旋转台5中心与经柱面CGH(4)的出射波前焦线重合；
2-3调节精密三维位移台6及万向调节镜架7，使得待测柱面8反射光线汇聚于一点且与平面干涉仪2中心光斑及柱面CGH4+1级光斑均重合；
步骤3开启精密电控旋转台5，使待测柱面8顺时针进行单像素运动，记录干涉仪2的测量数据为W+x，转回原零点位置后，再逆时针进行单像素运动，记录数据为W-x；
步骤4将待测柱面8转回零点位置，将其沿Y轴正方向做单像素运动，记录数据为W+y，移至零点后沿负方向做单像素运动，记录数据为W-y；
步骤5令Sx=W+x-W-x，Sy=W+y-W-y，此时所得的Sx为待测柱面8在x方向上的差分数据，即x方向上的倾斜量，Sy为待测柱面8在y方向上的差分数据，即y方向上的倾斜量；通过傅里叶变换法即可恢复出待测柱面的绝对面形。
上述波面复原算法也可为多路径积分法或泽尼克拟合法。
本发明的优点在于通过精密电控位移台和精密三维位移台能够实现柱面的多维度运动，运动精度高；通过连接板的改造提高了整体装置的抗震性能。
Claims (3)
1.一种共轭差分法检测柱面镜绝对面形的装置，其特征在于：包括气浮光学抗震平台（1）、干涉仪（2）、标准平面镜（3）、柱面CGH（4）、精密电控旋转台（5）、精密三维位移台（6）、万向调节镜架（7）、待测柱面（8）、连接底板（9）、连接片（10）和连接杆（11）；干涉仪（2）、柱面CGH（4）和精密电控旋转台（5）均设置在气浮光学抗震平台（1）上；标准平面镜（3）设置在干涉仪（2）的出光口，使干涉仪（2）的出射波前为平面波，精密电控旋转台（5）顶部设有连接底板（9），精密三维位移台（6）固定在连接底板（9）顶部，万向调节镜架（7）通过连接片（10）与精密位移台（6）连接，待测柱面（8）通过连接杆（11）设置在万向调节镜架（7）上，干涉仪（2）、柱面CGH（4）和待测柱面（8）共光轴，精密电控旋转台（5）的中心位于所述光轴的正下方。
2. 根据权利要求1所述的共轭差分法检测柱面镜绝对面形的装置，其特征在于：所述柱面CGH（4）由计算全息片夹持装置夹持。
3.根据权利要求1所述的共轭差分法检测柱面镜绝对面形的装置，其特征在于：所述连接底板（9）底部为楔形。
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