CN110779461B - 一种折反汇聚光路中平面反射镜面型的测试设备及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于光学性能测试领域，主要用于汇聚光路中的平面反射镜的面型测试。由于汇聚光路是光锥型的，而光学支架的内腔空间也是光锥型的；这样导致在反射镜面型测试中，干涉仪发出的平行光束无法完全覆盖整个平面反射镜尺寸；而新的测试设备，包括干涉仪[1]、标准汇聚镜头[5]、标准球[7]，所述标准汇聚镜头[5]安装到干涉仪[1]上使平面光束汇聚形成汇聚光束，所述汇聚光束通过汇聚光路支架[6]形成的通道，不受到汇聚光路支架[6]的遮挡，所述汇聚光束通过平面反射镜[8]汇聚在标准球[7]上，所述标准球[7]球心与所述汇聚光束焦点重合，非常巧妙地避开了空间限制的问题。

Description

一种折反汇聚光路中平面反射镜面型的测试设备及方法
技术领域
本发明属于光学测试技术领域，具体涉及一种折反汇聚光路中平面反射镜面型的测试设备及方法。
背景技术
平面反射镜是光电产品中的重要光学零件，其面型是关键指标，对光电产品的成像质量影响很大。对于单独的平面反射镜，干涉仪安装标准平面镜头，干涉仪发出的平行光束经平面反射镜后180°反射(平面反射镜与平行光束呈90°夹角放置)回干涉仪或90°反射(平面反射镜与平行光束呈45°夹角放置)到标准平面镜后180°反射回干涉仪，干涉仪分析后计算出平面反射镜面型。平面反射镜安装到在汇聚光路中，平行光束经平面反射镜90°反射后局部光束受到汇聚光路支架的阻挡，使经标准平面镜后180°反射回平面反射镜的光束无法完全覆盖平面反射镜镜面，使平面反射镜面型测试失真。目前还没有可以避免该问题的测试设备。本发明为了解决平面反射镜面型测试失真的问题，提供了一种新的测试设备和方法。
发明内容
本发明的目的是提出一种汇聚光路中平面反射镜面型的测试设备，用于解决汇聚光路中由于汇聚光路支架的空间限制导致在平面反射镜面型测试中干涉仪发出的平行光束经标准平面镜反射原路返回后无法完全覆盖整个平面反射镜镜面的问题。
本发明的技术方案是：
一种折反汇聚光路中平面反射镜面型的测试设备，包括干涉仪1、标准汇聚镜头5、标准球7，所述标准汇聚镜头5安装到干涉仪1上使平面光束汇聚形成汇聚光束，所述汇聚光束通过汇聚光路支架6形成的通道，不受到汇聚光路支架6的遮挡，所述汇聚光束通过平面反射镜8汇聚在标准球7上，所述标准球7球心与所述汇聚光束焦点重合。
所述的一种折反汇聚光路中平面反射镜面型的测试设备，还包括万向调节架9，标准球7固定到所述万向调节架9上调节万向调节架9使标准球7球心与所述汇聚光束焦点重合。
所述的一种折反汇聚光路中平面反射镜面型的测试设备，还包括干涉仪工装支架2、五维调节平台4；干涉仪1安装在干涉仪工装支架2上，汇聚光路支架6固定到五维调节平台4上；汇聚光路支架6通过五维调节平台4调整使汇聚光束通过汇聚光路支架6形成的通道，不受到汇聚光路支架6的遮挡。
所述的一种折反汇聚光路中平面反射镜面型的测试设备，所述一种折反汇聚光路中平面反射镜面型的测试设备安装在气浮光学平台3上。
本发明还提供一种折反汇聚光路中平面反射镜面型的测试方法，包括以下步骤：
步骤1、干涉仪1发出平行光束，通过标准汇聚镜头5变为汇聚光束；
步骤2、所述汇聚光束通过平面反射镜8反射，汇聚到标准球7的球心；
步骤3、标准球7使汇聚光束原路返回干涉仪1；
步骤4、干涉仪1根据返回的汇聚光束解算分析平面反射镜8的面型。
所述的一种折反汇聚光路中平面反射镜面型的测试方法，所述步骤1包括将标准汇聚镜头5安装到干涉仪1上，调整标准汇聚镜头5的位置使其光轴与干涉仪1内部基准光束的光轴重合，设置干涉仪1的测试参数。
所述的一种折反汇聚光路中平面反射镜面型的测试方法，所述步骤2包括调整万向调节架9，使标准球7的球心与标准汇聚镜头5的焦点重合，微调标准汇聚镜头5使干涉图像的光圈最少。
本发明的优点是：能测试汇聚光路中平面反射镜的面型，避免平面反射镜面型测试失真，且实施方便，具有普适性。
附图说明
图1是汇聚光路中平面反射镜面型测试示意图。
具体实施方式
下面对本发明做进一步详细说明。
汇聚光路中平面反射镜面型测试设备，基于气浮平台为平面反射镜面形测试提供隔振环境；干涉仪工装支架用于固定干涉仪；干涉仪经标准汇聚镜头提供汇聚光束；标准球用于180°反射汇聚光束，且不改变汇聚光束的波前；五维调节平台用于调整汇聚光路支架的升降、前后和左右平移以及方位和俯仰倾斜，使干涉仪发出的汇聚光束覆盖平面反射镜；万向调节架用于固定标准球和调整标准球的位置，使标准球的球心与标准汇聚镜头的焦点重合。
使用本发明测试设备测试平面反射镜面型的方法包括以下步骤：
步骤1、干涉仪1发出平行光束，通过标准汇聚镜头5变为汇聚光束；
步骤2、所述汇聚光束通过平面反射镜8反射，汇聚到标准球7的球心；
步骤3、标准球7使汇聚光束原路返回干涉仪1；
步骤4、干涉仪1根据返回的汇聚光束解算分析平面反射镜8的面型。
具体实施方式如下：
1)如图1所示，将标准汇聚镜头5安装到干涉仪1上，调整标准汇聚镜头5的位置使其光轴与干涉仪1内部基准光束的光轴重合，设置干涉仪1的测试参数；
2)将标准球7安装到万向调节架9上；
3)将汇聚光路支架6和万向调节架9固定到五维调节平台4上；
4)待气浮光学平台3稳定后，调整五维调节平台4使干涉仪1发出的汇聚光束覆盖平面反射镜8；
5)调整万向调节架9，使标准球7的球心与标准汇聚镜头5的焦点重合；
6)微调标准汇聚镜头5使干涉图像的光圈最少，测试平面反射镜8面型。
测试例
本发明中平面反射镜口径112mm×78mm，标准汇聚镜头口径和F数分别为
Figure BDA0002236233370000031
和2.2；标准球直径为
Figure BDA0002236233370000032
测量得到平面反射镜面型：PV和RMS分别是0.882λ和0.069λ(干涉仪光束的波长λ为632.8nm)。

Claims (7)

1.一种折反汇聚光路中平面反射镜面型的测试设备，其特征在于：包括干涉仪[1]、标准汇聚镜头[5]、标准球[7]，所述标准汇聚镜头[5]安装到干涉仪[1]上使平行光束汇聚形成汇聚光束，所述汇聚光束通过汇聚光路支架[6]形成的通道，不受到汇聚光路支架[6]的遮挡，所述汇聚光束通过平面反射镜[8]汇聚在标准球[7]上，所述标准球[7]球心与所述汇聚光束焦点重合。
2.根据权利要求1所述的一种折反汇聚光路中平面反射镜面型的测试设备，其特征在于：还包括万向调节架[9]，标准球[7]固定到所述万向调节架[9]上调节万向调节架[9]使标准球[7]球心与所述汇聚光束焦点重合。
3.根据权利要求2所述的一种折反汇聚光路中平面反射镜面型的测试设备，其特征在于：还包括干涉仪工装支架[2]、五维调节平台[4]；干涉仪[1]安装在干涉仪工装支架[2]上，汇聚光路支架[6]固定到五维调节平台[4]上；汇聚光路支架[6]通过五维调节平台[4]调整使汇聚光束通过汇聚光路支架[6]形成的通道，不受到汇聚光路支架[6]的遮挡。
4.根据权利要求3所述的一种折反汇聚光路中平面反射镜面型的测试设备，其特征在于：所述一种折反汇聚光路中平面反射镜面型的测试设备安装在气浮光学平台[3]上。
5.一种折反汇聚光路中平面反射镜面型的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、干涉仪[1]发出平行光束，通过标准汇聚镜头[5]变为汇聚光束；
步骤2、所述汇聚光束通过汇聚光路支架[6]形成的通道，不受汇聚光路支架[6]的遮挡，所述汇聚光束通过平面反射镜[8]反射，汇聚到标准球[7]的球心；
步骤3、标准球[7]使汇聚光束原路返回干涉仪[1]；
步骤4、干涉仪[1]根据返回的汇聚光束解算分析平面反射镜[8]的面型。
6.根据权利要求5所述的一种折反汇聚光路中平面反射镜面型的测试方法，其特征在于，所述步骤1包括将标准汇聚镜头[5]安装到干涉仪[1]上，调整标准汇聚镜头[5]的位置使其光轴与干涉仪[1]内部基准光束的光轴重合，设置干涉仪[1]的测试参数。
7.根据权利要求5所述的一种折反汇聚光路中平面反射镜面型的测试方法，其特征在于，所述步骤2包括调整万向调节架[9]，使标准球[7]的球心与标准汇聚镜头[5]的焦点重合，微调标准汇聚镜头[5]使干涉图像的光圈最少。
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