CN110702379B - 一种消除寄生条纹的红外光窗透射波前检测系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种消除寄生条纹的红外光窗透射波前检测方法，调整被测红外光窗的摆放角度，使两个干扰光与测试光在干涉仪与标准平面镜之间的干涉腔相消干涉，干扰光被消除，而测试光的强度被减弱。最终干涉仪中只有测试光与参考光形成的干涉条纹，寄生条纹被消除，提高了检测精度。本测试方法通过使用装调平台、干涉仪、标准平面反射镜、二维调节台等设备，利用干涉原理，能够有效消除高精度红外光窗透射波前检测中寄生条纹的影响，实现红外光窗透射波前的精密测量。

Description

一种消除寄生条纹的红外光窗透射波前检测系统及方法
技术领域
本发明属于光学检测技术领域，涉及一种消除寄生条纹的红外光窗透射波前检测系统及方法，利用简单的干涉仪及辅助设备，便捷有效地去除高精度红外光窗透射波前检测过程中产生的寄生条纹，大大提高检测精度。
背景技术
透射波前是红外光窗的重要光学指标，其精度直接影响光学系统的精度。由于红外光窗前后两面平行度偏差小，检测过程中前后两面二次反射的光束会对测试光产生干扰，在干涉图样上形成寄生条纹，严重影响测量的准确性。
透射波前检测是一种以光的波长为单位的精密光学测量。使用波长调制干涉仪可以测量红外光窗的前后两面面形，但该方法使用的仪器昂贵，测量方法复杂；单幅干涉条纹空域傅里叶分析法需引入空间载波且精度较低，不易操作。
发明内容
要解决的技术问题
为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种消除寄生条纹的红外光窗透射波前检测系统及方法，通过使用干涉仪1，参考镜2，标准平面镜4，二维调节台5，光学平台6等设备，能够有效消除红外光窗透射波前检测过程中产生的寄生条纹，实现经济、便捷、高精度的红外光窗透射波前检测。
技术方案
一种消除寄生条纹的红外光窗透射波前检测的系统，其特征在于：包括干涉仪1、参考镜2、标准平面镜4、二维调节台5和光学平台6；干涉仪1、标准平面镜4和二维调节台5置于光学平台6上，参考镜2置于干涉仪1前端产生参考光7，标准平面镜4置于参考镜2的光路且同轴，二维调节台5位于干涉仪1与标准平面镜4之间。
一种利用所述系统消除寄生条纹的红外光窗透射波前检测的方法，其特征在于步骤如下：
步骤1：将被测红外光窗3置于参考镜2与标准平面镜4之间的二维调节台5上，且三者同轴；
步骤2：调整干涉仪1上的参考镜2，使参考镜2产生的参考光7返回干涉仪1视场中心；
步骤3：调整二维调节台5，使干涉仪1发出的平面波经被测红外光窗3前后表面一次反射后的反射光偏离干涉仪1视场中心，不与参考光7产生干涉；
步骤4：调标准平面镜4，使干涉仪1发出的测试光8透过被测红外光窗3，然后在标准平面镜4上产生反射并再次透过被测红外光窗3进入干涉仪1，与参考光7产生干涉；
步骤5：调整干涉仪1上的参考镜2，使参考光7偏离干涉仪1视场中心且不与测试光8产生干涉；在干涉仪1中产生出现测试光8与第一干扰光9、第二干扰光10的寄生条纹图样；
步骤6：微调二维调节台5的方位、俯仰的二维旋转两个方向，使寄生条纹消失，干涉仪1图样画面视场均匀；
步骤7：调整干涉仪1上的参考镜2微调装置，使参考光7返回干涉仪1视场中心，与测试光在干涉仪1中产生零位干涉，此时寄生条纹消除，干涉仪1的干涉条纹图样仅由参考光7和测试光8形成，即完成红外光窗透射波前的测量，消除寄生条纹。
有益效果
本发明提出的一种消除寄生条纹的红外光窗透射波前检测系统及方法，通过调整被测红外光窗的摆放角度，使第一干扰光、第二干扰光与测试光的相位差为π的奇数倍，振幅较小的第一干扰光和第二干扰光被振幅较大的测试光干涉消除，从而消除由第一干扰光、第二干扰光与参考光干涉产生的寄生条纹，提高透射波前的检测精度。
本发明利用干涉原理，能够有效消除高精度红外光窗透射波前检测中寄生条纹的影响，实现红外光窗透射波前的精密测量。能够基于普通的时间/空间移相干涉仪，便捷地消除红外光窗透射波前测量的寄生条纹，经济有效地实现高精度的透射波前检测。
本发明的优点：
1使用时间/空间移相原理的干涉仪1作为检测仪器，无需使用波长调制干涉仪，经济高效；
2通过观察干涉仪1产生的干涉图样，并调整二维调节台5，即可消除寄生条纹，完成透射波前，操作简便。
附图说明
图1：本发明系统的原理结构图
图2：检测过程中干涉仪1获取的干涉图
1干涉仪 2参考镜 3被测红外光窗 4标准平面镜 5二维调节台 6光学平台 7参考光 8测试光 9干扰光1 10干扰光2
具体实施方式
现结合实施例、附图对本发明作进一步描述：
消除寄生条纹的红外光窗透射波前检测系统包括干涉仪1，参考镜2，标准平面镜4，二维调节台5和光学平台6；光学平台6是整个检测过程的基座，所有检测设备、被测红外光窗7都安装或放置在光学平台6上；干涉仪1放置在光学平台6上，参考镜2安装在干涉仪1上用于产生参考光7；标准平面镜4放置在光学平台6上，并能够进行方位、俯仰的二维旋转；二维调节台5放置在干涉仪1和标准平面镜4之间，并固定在光学平台6上，二维调节台5用于被测红外光窗3的装夹支撑，二维调节台5能进行方位、俯仰的二维旋转。
检测方法步骤：
步骤1：将被测红外光窗3置于参考镜2与标准平面镜4之间的二维调节台5上，且三者同轴；
步骤2：调整干涉仪1上的参考镜2，使参考镜2产生的参考光7返回干涉仪1视场中心；
步骤3：调整二维调节台5，使干涉仪1发出的平面波经被测红外光窗3前后表面一次反射后的反射光偏离干涉仪1视场中心，不与参考光7产生干涉；
步骤4：调标准平面镜4，使干涉仪1发出的测试光8透过被测红外光窗3然后在标准平面镜4上产生反射并再次透过被测红外光窗3进入干涉仪1，与参考光7产生干涉；
步骤5：调整干涉仪1上的参考镜2，使参考光7偏离干涉仪1视场中心且不与测试光8产生干涉；在干涉仪1中产生出现测试光8与第一干扰光9、第二干扰光10的寄生条纹图样；
步骤6：微调二维调节台5的方位、俯仰的二维旋转两个方向，使寄生条纹消失，干涉仪1图样画面视场均匀；
步骤7：调整干涉仪1上的参考镜2微调装置，使参考光7返回干涉仪1视场中心，与测试光在干涉仪1中产生零位干涉，此时寄生条纹消除，干涉仪1的干涉条纹图样仅由参考光7和测试光8形成，即完成红外光窗透射波前的测量，消除寄生条纹。
图2为实施例在检测过程中干涉仪1获取的干涉图，其中图2中的a图是步骤4干涉仪1获取的测试光8、第一干扰光9、第二干扰光10、参考光7之间形成的干涉图，干涉图中包含测试干涉条纹与寄生条纹。图2中的b和图2中的c为步骤6在干涉仪1中获取的干涉图，其中图2中的b为第一干扰光9、第二干扰光10与测试光8形成的寄生条纹，图2中的c为微调被测红外光窗3的摆放角度，寄生条纹消失后获取的干涉图。图2中的d为步骤7时参考光7与测试光8形成干涉条纹，此时干涉图中已不包含寄生条纹。

Claims (1)

1.一种利用消除寄生条纹的红外光窗透射波前检测的系统消除寄生条纹的红外光窗透射波前检测的方法，其特征在于：所述消除寄生条纹的红外光窗透射波前检测的系统包括干涉仪(1)、参考镜(2)、标准平面镜(4)、二维调节台(5)和光学平台(6)；干涉仪(1)、标准平面镜(4)和二维调节台(5)置于光学平台(6)上，参考镜(2)置于干涉仪(1)前端产生参考光(7)，标准平面镜(4)置于参考镜(2)的光路且同轴，二维调节台(5)位于干涉仪(1)与标准平面镜(4)之间；
所述方法步骤如下：
步骤1：将被测红外光窗(3)置于参考镜(2)与标准平面镜(4)之间的二维调节台(5)上，且三者同轴；
步骤2：调整干涉仪(1)上的参考镜(2)，使参考镜(2)产生的参考光(7)返回干涉仪(1)视场中心；
步骤3：调整二维调节台(5)，使干涉仪(1)发出的平面波经被测红外光窗(3)前后表面一次反射后的反射光偏离干涉仪(1)视场中心，不与参考光(7)产生干涉；
步骤4：调标准平面镜(4)，使干涉仪(1)发出的测试光(8)透过被测红外光窗(3)，然后在标准平面镜(4)上产生反射并再次透过被测红外光窗(3)进入干涉仪(1)，与参考光(7)产生干涉；
步骤5：调整干涉仪(1)上的参考镜(2)，使参考光(7)偏离干涉仪(1)视场中心且不与测试光(8)产生干涉；在干涉仪(1)中产生出现测试光(8)与第一干扰光(9)、第二干扰光(10)的寄生条纹图样；
步骤6：微调二维调节台(5)的方位、俯仰的二维旋转两个方向，使寄生条纹消失，干涉仪(1)图样画面视场均匀；
步骤7：调整干涉仪(1)上的参考镜(2)微调装置，使参考光(7)返回干涉仪(1)视场中心，与测试光在干涉仪(1)中产生零位干涉，此时寄生条纹消除，干涉仪(1)的干涉条纹图样仅由参考光(7)和测试光(8)形成，即完成红外光窗透射波前的测量，消除寄生条纹。
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