CN109974577A - 波面干涉仪及其校正方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种波面干涉仪及其校正方法，其中波面干涉仪的校正方法包括：在被测物与光源之间设置一校正透镜，用于抵消入射光穿过被测物后引起的角度变化量；在所述校正透镜上设置一校正记号；测量撷取影像中所述校正记号的实际投影长度，将所述实际投影长度与所述理论投影长度对比，得到差值；根据所述差值校正所述被测物与所述被测物的投影之间的实际比例。该波面干涉仪及其校正方法通过增加一个带校正记号的校正透镜，即可达到对波面干涉仪的校正效果，不仅操作方便，还能减少其校正误差。

Description

波面干涉仪及其校正方法

技术领域

本发明涉及干涉仪技术领域，特别是涉及一种波面干涉仪及其校正方法。

背景技术

干涉仪是很广泛的一类实验技术的总称，其思想在于利用波的叠加性来获取波的相位信息，从而获得实验所关心的物理量。干涉仪并不仅仅局限于光干涉仪。干涉仪在天文学、光学、工程测量、海洋学、地震学、波谱分析、量子物理实验、遥感、雷达等等精密测量领域都有广泛应用。其中，波面干涉仪主要用以检测光学元件的面形、光学镜头的波面像差以及光学材料均匀性等，由于其对投影精度的要求较高，在波面干涉仪中的各参数设置完成后，需要对影像比例(被测物与被测物的投影之间的比例关系)进行校正，而现有的波面干涉仪的校正方法误差较大，不仅不利于提高波面干涉仪的投影精度，甚至还可能出现降低波面干涉仪的投影精度的情况。

发明内容

基于此，针对上述问题，有必要提供一种波面干涉仪及其校正方法，减少校正误差，提高波面干涉仪的投影精度。

一种波面干涉仪的校正方法，包括：

在被测物与光源之间设置一校正透镜，用于抵消入射光穿过被测物时引起的角度变化量；

在所述校正透镜上设置一校正记号；

测量撷取影像中所述校正记号的实际投影长度，将所述实际投影长度与所述理论投影长度对比，得到差值；

根据所述差值校正所述被测物与所述被测物的投影之间的实际比例。

在其中一个实施例中，在所述校正透镜上设置一校正记号的步骤中，将所述校正记号的中心、校正透镜的中心与被测物的中心设置在同一直线上。

在其中一个实施例中，在被测物与光源之间设置一校正透镜的步骤中，使所述校正透镜远离所述被测物的一面设置为平面；使所述校正透镜靠近所述被测物的一面设置为与所述被测物中覆盖在被测面上的表面平行的曲面。

在其中一个实施例中，所述方法还包括：根据所述校正记号的实际长度、所述被测物与所述校正透镜的距离，以及所述入射光的角度，得到所述校正记号的理论投影长度。

在其中一个实施例中，所述方法还包括预设在撷取影像时受到反射光影响的部分影像所在区域的范围，将该范围内的区域设为无效区域。

在其中一个实施例中，在所述校正透镜上设置一校正记号的步骤中，使所述校正记号的投影落在所述无效区域内。

在其中一个实施例中，在所述校正透镜上设置一校正记号的步骤中，将所述校正记号设置在所述校正透镜远离所述被测物的表面，或

在所述校正透镜上设置一校正记号的步骤中，将所述校正记号设置在所述校正透镜靠近所述被测物的表面。

一种波面干涉仪，包括：

光源，产生入射光；

校正透镜，设置在所述光源和被测物之间，用于抵消入射光穿过所述被测物后引起的角度变化量；

其中，所述校正透镜上设置有校正记号，所述校正记号用于校正所述被测物与所述被测物的投影之间的实际比例。

在其中一个实施例中，所述校正记号的中心、校正透镜的中心与被测物的中心设置在同一直线上。

上述波面干涉仪及其校正方法，在被测物与光源之间设置一带有校正记号的校正透镜，当被测物中的被测面位于被测物的内部，而被测物的表面为一曲面镜片时，校正透镜可抵消入射光穿过被测物时引起的角度变化量；校正记号可用于校正被测物与被测物的投影之间的比例，撷取影像后，对影像中校正记号的实际投影长度进行测量，并将该实际投影长度与计算所得的理论投影长度对比，即可得到波面干涉仪的投影精度，从而对波面干涉仪进行调整，完成对被测物与被测物的投影之间的实际比例的校正。该波面干涉仪及其校正方法通过增加一个带校正记号的校正透镜，即可达到波面干涉仪的校正效果，不仅操作方便，还能减少其校正误差。

附图说明

图1为一个实施例中波面干涉仪的校正方法的流程图；

图2为为图1中步骤S140的分步骤流程图；

图3为另一个实施例中波面干涉仪的校正方法的流程图；

图4为另一个实施例中波面干涉仪的校正方法的流程图；

图5为图4中撷取影像的平面示意图；

图6为一个实施例中波面干涉仪在应用时的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体地实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

图1为一个实施例中波面干涉仪的校正方法的流程图，该波面干涉仪的校正方法包括以下步骤S110～S140。

S110、在被测物与光源之间设置一校正透镜，用于抵消入射光穿过被测物时引起的角度变化量。被测物的被测面可以的平面也可以是曲面，被测物的被测面可以位于被测物的表面，也可以位于被测物的内部。当被测面位于被测物的内部，而被测物的表面为一曲面镜片时，入射光穿过被测物到达被测面前其角度将发生偏移，这无疑会对投影的投影精度造成影响；在被测物与光源之间设置校正透镜后，入射光穿过被测物到达被测面前发生的角度偏移将被校正透镜抵消，消除该因素对波面干涉仪的投影精度的影响。

S120、在校正透镜上设置一校正记号。在波面干涉仪校正时，撷取影像中将出现校正记号的投影，该投影为校正记号的实际投影。其中，该校正记号可以通过镭射的方式设置在校正透镜上。

S130、测量撷取影像中校正记号的实际投影长度，将实际投影长度与理论投影长度对比，得到差值。其中，理论投影长度为根据校正记号的实际长度计算所得的在撷取影像中校正记号的投影长度。若实际投影长度与理论投影长度的差值为零，则该波面干涉仪的投影精度较高，无需进行调整；若实际投影长度与理论投影长度的差值不为零，可以根据需要对波面干涉仪进行调整，校正其投影精度。

S140、根据差值校正被测物与被测物的投影之间的实际比例。具体的，可以调整入射光的入射角度、校正透镜与被测物之间的距离或校正透镜与被测物之间的位置等。

其中，步骤S110和S120的顺序可以互换。

上述波面干涉仪的校正方法，校正透镜不仅可抵消入射光穿过被测物时引起的角度变化量，还可以通过校正记号获得被测物与被测物的投影之间的实际比例，使波面干涉仪可根据理论影像比例进行调整，从而提高其投影精度。

图2为图1中步骤S140的分步骤流程图，该步骤S140中，包括以下S141～S143分步骤。

S141、预设一容错范围。其中，该容错范围可以以标准值为中心，标准值加/减某一数值为两端点。

S142、判断差值是否位于该容错范围内；

S143、若差值位于该容错范围内，不进行校正操作；若差值位于容错范围外，根据差值校正被测物与被测物的投影之间的实际比例。

本实施例中波面干涉仪的校正方法，可提高环境参数的容错程度，防止在设置校正记号、计算理论投影长度或测量实际投影长度等环境参数出现误差时，影响被测物与被测物的投影之间的实际比例，从而在校正后出现更大的误差。

图3为另一个实施例中波面干涉仪的校正方法的流程图，该波面干涉仪的校正方法包括以下步骤S310～S350。

S310、在校正透镜的中心位置上进行镭射，得到一校正记号。其中，该校正记号可以为一条形记号；该校正记号可以设置在校正透镜远离被测物的表面，也可以设置在校正透镜靠近被测物的表面，具体设定位置可根据实际情况而定。

S320、将该校正透镜设置在被测物与光源之间，使校正记号的中心、校正透镜的中心和被测物的中心设置在同一直线上。其中，校正透镜的远离被测物的一面可以设置为平面，靠近被测物的一面可以设置为与被测物中覆盖在被测面上的表面平行的曲面。

S330、根据校正记号的实际长度、被测物与校正透镜的距离，以及入射光的角度，得到校正记号的理论投影长度。

S340、测量撷取影像中校正记号的实际投影长度，将实际投影长度与理论投影长度对比，得到差值。

S350、根据差值校正所述被测物与所述被测物的投影之间的实际比例。

其中，步骤S310、S320和S330之间的顺序可以互换。

在一个实施例中，当被测物中的被测面位于被测物的内部，而被测物的表面为一曲面镜片时，若该曲面为柱面，那么校正透镜的远离被测物的一面设置为平面，靠近被测物的一面设置为与该柱面平行的柱面，抵消入射光穿过该曲面镜片时引起的角度变化量；而校正记号则与该曲面镜片中的母线平行设置，使该校正记号不受该校正透镜的影响。

图4为另一个实施例中波面干涉仪的校正方法的流程图，该波面干涉仪的校正方法包括以下步骤S410～S460。

S410、预设在撷取影像时受到反射光影响的部分影像所在区域的范围，将该范围内的区域设为无效区域。在测量时，校正透镜的两个表面会产生向被测物方向反射的反射光，撷取影像时，该反射光也会被撷取到，这会对实际投影长度与理论投影长度的比对结果造成影响，因此在比对时，需将该无效区域滤除掉。

S420、将该校正透镜设置在被测物与光源之间，使校正记号的中心、校正透镜的中心和被测物的中心设置在同一直线上。

S430、在校正透镜的中心位置上进行镭射，得到一校正记号，使校正记号的投影落在无效区域内。由于在实际投影长度与理论投影长度的比对时，该无效区域会被滤除掉，因此当校正记号的投影落入该无效区域范围时，并不会对实际投影长度与理论投影长度的比对结果产生影响。

S440、根据校正记号的实际长度、被测物与校正透镜的距离，以及入射光的角度，得到校正记号的理论投影长度。

S450、测量撷取影像中校正记号的实际投影长度，将实际投影长度与理论投影长度对比，得到差值。

S460、根据所述差值校正所述被测物与所述被测物的投影之间的实际比例。

其中，步骤S420、S430和S440之间的顺序可以互换。

如图5所示，撷取图像510中，反射光520和校正记号投影530均落在无效区域540内。

在一个实施例中，在撷取影像时受到反射光影响的部分影像的区域的长度为4毫米，则校正记号的投影长度需小于4毫米，根据校正记号的理论投影长度、被测物与校正透镜的距离，以及入射光的角度，可得到校正记号的设定长度范围。

本实施例中波面干涉仪的校正方法，可以在不影响实际投影长度与理论投影长度的比对结果的情况下，获取撷取影像中校正记号的实际投影长度，从而实现波面干涉仪投影精度的校正。

图6为一个实施例中波面干涉仪在应用时的结构示意图，该波面干涉仪包括光源610和校正透镜620，该校正透镜620设置在光源610和被测物630之间，光源610的中心、校正透镜620的中心与被测物630的中心设置在同一直线上，该校正透镜620可用于抵消入射光611穿过所述被测物后引起的角度变化量；而光源610则用于产生入射光611。其中，该校正透镜的结构和具体应用均已在上述实施例中阐述，在此不再赘述。

校正透镜620上设置有校正记号621，校正记号621的中心、校正透镜620的中心与被测物630的中心设置在同一直线上，该校正记号621用于校正被测物630与被测物630的投影之间的实际比例。在一些实施例中，该校正记号621可以通过镭射的方式设置在校正透镜620上。具体的，该校正记号621在校正透镜620上的具体设置位置与方向在上述实施例中均已阐述，在此不再赘述。

上述波面干涉仪，在被测物630与光源610之间设置一带有校正记号621的校正透镜620，当被测物630中的被测面631位于被测物630的内部，而被测物630的表面为一曲面镜片632时，校正透镜620可抵消入射光611穿过被测物630时引起的角度变化量；校正记号621可用于校正被测物630与被测物630的投影之间的比例，撷取影像后，对影像中校正记号621的实际投影长度进行测量，并将该实际投影长度与计算所得的理论投影长度对比，即可得到波面干涉仪的投影精度，从而对波面干涉仪进行调整，完成对被测物630与被测物630的投影之间的实际比例的校正。该波面干涉仪通过增加一个带校正记号621的校正透镜620，即可达到波面干涉仪的校正效果，不仅操作方便，还能减少其校正误差。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种波面干涉仪的校正方法，其特征在于，包括：

在被测物与光源之间设置一校正透镜，用于抵消入射光穿过被测物时引起的角度变化量；

在所述校正透镜上设置一校正记号；

测量撷取影像中所述校正记号的实际投影长度，将所述实际投影长度与理论投影长度对比，得到差值；

根据所述差值校正所述被测物与所述被测物的投影之间的实际比例。

2.根据权利要求1所述的波面干涉仪的校正方法，其特征在于，在所述校正透镜上设置一校正记号的步骤中，将所述校正记号的中心、校正透镜的中心与被测物的中心设置在同一直线上。

3.根据权利要求2所述的波面干涉仪的校正方法，其特征在于，在被测物与光源之间设置一校正透镜的步骤中，使所述校正透镜远离所述被测物的一面设置为平面；使所述校正透镜靠近所述被测物的一面设置为与所述被测物中覆盖在被测面上的表面平行的曲面。

4.根据权利要求3所述的波面干涉仪的校正方法，其特征在于，还包括：根据所述校正记号的实际长度、所述被测物与所述校正透镜的距离，以及所述入射光的角度，得到所述校正记号的理论投影长度。

5.根据权利要求1所述的波面干涉仪的校正方法，其特征在于，还包括预设在撷取影像时受到反射光影响的部分影像所在区域的范围，将该范围内的区域设为无效区域。

6.根据权利要求5所述的波面干涉仪的校正方法，其特征在于，在所述校正透镜上设置一校正记号的步骤中，使所述校正记号的投影落在所述无效区域内。

7.根据权利要求1所述的波面干涉仪的校正方法，其特征在于，在所述校正透镜上设置一校正记号的步骤中，将所述校正记号设置在所述校正透镜远离所述被测物的表面，或

将所述校正记号设置在所述校正透镜靠近所述被测物的表面。

8.根据权利要求1所述的波面干涉仪的校正方法，其特征在于，在所述校正透镜上设置一校正记号的步骤中，将所述校正记号设置为条状。

9.一种波面干涉仪，其特征在于，包括：

光源，产生入射光；

校正透镜，设置在所述光源和被测物之间，用于抵消入射光穿过所述被测物后引起的角度变化量；

其中，所述校正透镜上设置有校正记号，所述校正记号用于校正所述被测物与所述被测物的投影之间的实际比例。

10.根据权利要求9所述的波面干涉仪，其特征在于，所述校正记号的中心、校正透镜的中心与被测物的中心设置在同一直线上。