CN117232785A - 子光路通道开关可控的提升光学波前误差检测精度的装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了子光路通道开关可控的提升光学波前误差检测精度的装置，包括平行光管，待测物镜支撑座，准直透镜和光信号接收及处理装置；所述光信号接收及处理装置包括子光路通道阵列，子透镜阵列，和电子感光元件；本发明装置配合检查方法步骤，目的是避免携带待测物镜波前误差的光线经过透镜阵列时，可能会出现相近子透镜聚焦光斑相互影响形成“串扰”现象，从而造成波前误差还原时失真，以此来提升光学波前误差检测精度。

Description

子光路通道开关可控的提升光学波前误差检测精度的装置

技术领域

本发明涉及精密光学检测技术领域，特别涉及子光路通道开关可控的提升光学波前误差检测精度的装置。

背景技术

通常待测物镜波前误差的光线经过透镜阵列时，可能会出现相近子透镜聚焦光斑相互影响形成“串扰”，从而影响波前误差还原时的失真。以满足光学波前误差检的正常的使用需求，研究开发子光路通道开关可控的提升光学波前误差检测精度的装置，以及提升光学波前误差检测精度的方法是一个有待解决的技术问题。

发明内容

为解决背景技术描述的实际现状和背景技术提出的有待解决的问题，实现本发明的目的，本发明提供了子光路通道开关可控的提升光学波前误差检测精度的装置。

为了实现上述目的，本发明实施方式采用如下技术方案：

子光路通道开关可控的提升光学波前误差检测精度的装置，包括平行光管，待测物镜支撑座，准直透镜，和光信号接收及处理装置；所述平行光管会产生标准平行光，平行光透过待测物镜，为待测物镜的检测提供有效光源；所述待测物镜支撑座，用来固定待测物镜，方便检测；所述准直透镜，其作用为将透入的待测物镜的波前点形成近平行光；所述准直透镜形成的近平行光，投入到所述光信号接收及处理装置；所述光信号接收及处理装置包括子光路通道阵列，子透镜阵列，和电子感光元件；所述子光路通道阵列，接收来自所述准直透镜形成的近平行光，设有A*B个光路子通道，所述A*B个光路子通道中的每个通道，均可以被控制为打开通光和关闭通光，A、B为大于1的整数；所述子透镜阵列，接收透过所述子光路通道阵列的近似平行光，设有M*N个子透镜，其功能为将透入的近似平行光切割成M*N个区域，M、N为大于1的整数；所述电子感光元件，具有平面状感光面，将透过所述子透镜阵列的光线在所述电子感光元件的平面状感光面上形成M*N个光斑。

所述子光路通道阵列的子通道的尺寸设为c*d，子透镜阵列的尺寸设为e*f,，所述子光路通道阵列与所述透镜阵列的个数与子透镜尺寸的关系如下：

L*A*c＝M*e；

L*B*d＝N*f；

这样，所述子光路通道阵列形成L*L个子光路通道阵列的子区域通道，L为大于1的整数。

进一步地，所述L*L个子光路通道阵列的子区域通道的中心轴与所述透镜阵列的子透镜轴心重合。

进一步地，所述子光路通道阵列可分成M*N个子区域，每个子区域包含L*L个子通道，且每个区域与所述透镜阵列的子透镜一一对应。

进一步地，所述光信号接收及处理装置中的子光路通道阵列选择为液晶面板。

进一步地，所述光信号接收及处理装置中的子光路通道阵列选择为阵列微动开关。

进一步地，所述光信号接收及处理装置中的子光路通道阵列选择为空间光调制器。

子光路通道开关可控的提升光学波前误差检测精度的装置的检测方法包括，将所述子光路通道阵列分设为J*K个子区域，标记为子区域矩阵S(j，k)；分步骤打开或关闭J*K个子区域不同的子区域，并采集每个步骤打开的子区域对应的光斑后计算波前误差；

其中，J、K为大于1的整数，j为行标号，k为列标号，且j≤J,k≤K。

进一步地，经过四个步骤四次采集各个区域对应的光斑后计算波前误差包括：

第一步，将子光路通道阵列的J*K个子区域矩阵S(2i+1，2j+1)，区域同时打开通光，其余区域关闭，光线穿过打开通光区域经过子透镜阵列会聚后在电子感光元件的平面状感光面上形成光斑，观测和记录光斑数据信息；

其中，J＝2i+1，K＝2j+1，i＝0，1，2，…，j＝0，1，2，…，且2i+1≤J,2j+1≤K；

第二步，将子光路通道阵列的J*K个子区域矩阵S(2i+1，2j)区域同时打开通光，其余区域关闭，光线穿过打开通光区域经过子透镜阵列会聚后在电子感光元件的平面状感光面上形成光斑，观测和记录光斑数据信息；

其中，J＝2i+1，K＝2j，i＝0，1，2，…，j＝0，1，2，…，且2i+1≤J，2j≤K；

第三步，将子光路通道阵列的J*K个子区域矩阵S(2i，2j)区域同时打开通光，其余区域关闭，光线穿过打开通光区域经过子透镜阵列会聚后在电子感光元件的平面状感光面上形成光斑，观测和记录光斑数据信息；

其中，，J＝2i，K＝2j，i＝0，1，2，…，j＝0，1，2，…，且2i≤J,2i≤J；

第四步，将子光路通道阵列的J*K个子区域矩阵S(2i，2j+1)区域同时打开通光，其余区域关闭，光线穿过打开通光区域经过子透镜阵列会聚后在电子感光元件的平面状感光面上形成光斑，观测和记录光斑数据信息。

其中，J＝2i，K＝2j+1，i＝0，1，2，…，j＝0，1，2，…，且2i≤J,2j+1≤K；

进一步地，经过四个步骤四次采集各个区域对应的光斑后计算波前误差包括：

第一步，将子光路通道阵列的J*K个子区域矩阵S(2i+1，j)区域同时打开通光，其余区域关闭，光线穿过打开通光区域经过子透镜阵列会聚后在电子感光元件的平面状感光面上形成光斑，观测和记录光斑数据信息；

其中，J＝2i+1，K＝j，i＝0，1，2，…，j＝0，1，2，…，且2i+1≤J,j≤K；

第二步，将子光路通道阵列的J*K个子区域矩阵S(2i，j)，区域同时打开通光，其余区域关闭，光线穿过打开通光区域经过子透镜阵列会聚后在电子感光元件的平面状感光面上形成光斑，观测和记录光斑数据信息；

其中，J＝2i，K＝j，i＝0，1，2，…，j＝0，1，2，…，且2i≤J,j≤K；

第三步，将子光路通道阵列的J*K个子区域矩阵S(i，2j+1)区域同时打开通光，其余区域关闭，光线穿过打开通光区域经过子透镜阵列会聚后在电子感光元件的平面状感光面上形成光斑，观测和记录光斑数据信息；

其中，J＝i，K＝2j+1，i＝0，1，2，…，j＝0，1，2，…，i≤J,2j+1≤K；

第四步，将子光路通道阵列的J*K个子区域矩阵S(i，2j)，区域同时打开通光，其余区域关闭，光线穿过打开通光区域经过子透镜阵列会聚后在电子感光元件的平面状感光面上形成光斑，观测和记录光斑数据信息；

其中，J＝i，K＝2j，i＝0，1，2，…，j＝0，1，2，…，且i≤J,2j≤K。

以上检测检测方法的检测步骤所描述的步骤次序并没有严格限制，可以根据实际情况进行调整，目的是避免携带待测物镜波前误差的光线经过透镜阵列时，可能会出现相近子透镜聚焦光斑相互影响形成“串扰”现象，从而造成波前误差还原时失真，以此来提升光学波前误差检测精度。

有益效果：这样的检测步骤设计，很好地避免了子光路通道阵列的J*K个子区域中相邻区域光路之间的串扰而影响检测精度，由此可见，经过四步4次采集各个区域对应的光斑后计算波前误差，则可大大提升检测精度，达到本发明的目的。

附图说明

图1是本发明实施例提供的子光路通道开关可控的提升光学波前误差检测精度的装置结构示意图。

附图标记名称：1平行光管，2待测物镜支撑座，3准直透镜，15光信号接收及处理装置。

图2是本发明实施例提供的子光路通道开关可控的提升光学波前误差检测精度的装置中的光信号接收及处理装置结构示意图。

附图标记名称：4子光路通道阵列，5子透镜阵列，6电子感光元件。

图3本发明实施例提供的子光路通道开关可控的提升光学波前误差检测精度的装置中的子光路通道阵列设为10*10个子区域打开通光和关闭通光情形一示意图。

附图标记名称：341子光路通道阵列设为10*10个子区域示意图，31第一步检测子光路通道阵列10*10个子区域的打开通光和关闭通光示意图，32第二步检测子光路通道阵列10*10个子区域的打开通光和关闭通光示意图，33第三步检测子光路通道阵列10*10个子区域的打开通光和关闭通光示意图，34第四步检测子光路通道阵列10*10个子区域的打开通光和关闭通光示意图，白色区域打开通光，灰色区域为关闭通光。

图4本发明实施例提供的子光路通道开关可控的提升光学波前误差检测精度的装置中的子光路通道阵列设为10*10个子区域打开通光和关闭通光情形二示意图。

附图标记名称：441子光路通道阵列设为10*10个子区域示意图，41第五种检测子光路通道阵列10*10个子区域的打开通光和关闭通光示意图，42第六中检测子光路通道阵列10*10个子区域的打开通光和关闭通光示意图，白色区域打开通光，灰色区域为关闭通光。

具体实施方式

下面结合本发明实施例提供的子光路通道开关可控的提升光学波前误差检测精度的装置进行进一步描述。以下实施例仅为本发明的具体实施例，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。为了更好地理解本发明子光路通道开关可控的提升光学波前误差检测精度的装置的技术方案，下面结合附图详细描述本发明提供的实施例。

实施例一

参见图1所示，本发明实施例提供的子光路通道开关可控的提升光学波前误差检测精度的装置，设有平行光管1，待测物镜支撑座2，准直透镜3，光信号接收及处理装置15；平行光管1，待测物镜支撑座2，准直透镜3，和光信号接收及处理装置15依次设于平行光管1发出的光路方向上。平行光管1会产生标准平行光，平行光透过待测物镜，为待测物镜的检测提供有效光源；待测物镜支撑座2，用来固定待测物镜，方便检测；准直透镜3，其作用为将透入的待测物镜的波前点形成近平行光。

参见图2所示，本发明实施例提供的子光路通道开关可控的提升光学波前误差检测精度的装置中的光信号接收及处理装置15设有子光路通道阵列4，子透镜阵列5，电子感光元件6；子光路通道阵列4，设有A*B个光路子通道，所述A*B个光路子通道中的每个通道，均可以被控制为打开通光和关闭通光，取A、B为大于1的整数，子光路通道阵列4选择为液晶面板；子透镜阵列5，设有M*N个子透镜阵列，其功能为将前方透入的近似平行光切割成M*N个区域，M、N为大于1的整数；电子感光元件6，选择具有平面状感光面的CCD(电荷耦合感光元件)或者CMOS(互补金属氧化物半导体感光元件)，将透过子透镜阵列5的光线在电子感光元件6的平面状感光面上形成M*N个光斑。

本发明实施例提供的子光路通道开关可控的提升光学波前误差检测精度的装置中的子光路通道阵列4子通道的尺寸设为c*d，子透镜阵列5的尺寸设为e*f，子光路通道阵列4与透镜阵列5的个数与子透镜尺寸满足如下关系式：

L*A*c＝M*e；

L*B*d＝N*f；

本发明实施例提供的子光路通道开关可控的提升光学波前误差检测精度的装置中的子光路通道阵列4设为L*L个子光路通道阵列的子区域通道，L为大于2的整数。

本发明实施例提供的子光路通道开关可控的提升光学波前误差检测精度的装置中的子光路通道阵列4的L*L个子光路通道阵列的子区域通道的中心轴与所述透镜阵列子透镜的轴心重合。

本发明实施例提供的子光路通道开关可控的提升光学波前误差检测精度的装置中的子光路通道阵列4具体分成10*10个子区域，每个子区域包含L*L个子通道，且每个子区域与子透镜阵列5的子透镜一一对应。

实施例二

参见图2和参见图3所示，提供了子光路通道开关可控的提升光学波前误差检测精度的装置的检测方法。

将本发明子光路通道开关可控的提升光学波前误差检测精度的装置中的子光路通道阵列设4为10*10个子区域，标记为子区域矩阵S(j，k)，(j为行标号，k为列标号，且j≤J,k≤K)，本发明检测方法步骤如下：

第一步，将本发明实施例提供子光路通道开关可控的提升光学波前误差检测精度的装置中的子光路通道阵列4的10*10个子区域矩阵S(2i+1，2j+1)，(i＝0，1，2，3，4；j＝0，1，2，3，4)区域同时打开通光，其余区域关闭，光线穿过打开通光子区域经过本实施例子透镜阵列5会聚后在本实施例电子感光元件6的感光平面上形成光斑，观测和记录光斑数据信息；

第二步，将本发明实施例提供子光路通道开关可控的提升光学波前误差检测精度的装置中的子光路通道阵列4的10*10个子区域矩阵S(2i+1，2j)，(i＝0，1，2，3，4；j＝0，1，2，3，4)区域同时打开通光，其余区域关闭，光线穿过打开通光子区域经过本实施例子透镜阵列5会聚后在本实施例电子感光元件6的感光平面上形成光斑，观测和记录光斑数据信息；

第三步，将本发明实施例提供子光路通道开关可控的提升光学波前误差检测精度的装置中的子光路通道阵列4的10*10个区域矩阵S(2i，2j)，(i＝0，1，2，3，4；j＝0，1，2，3，4)区域同时打开通光，其余区域关闭，光线穿过打开通光子区域经过本实施例子透镜阵列5会聚后在本实施例电子感光元件6的感光平面上形成光斑，观测和记录光斑数据信息；

第四步，将本发明实施例提供子光路通道开关可控的提升光学波前误差检测精度的装置中的子光路通道阵列4的10*10个区域矩阵S(2i，2j+1)，(i＝0，1，2，3，4；j＝0，1，2，3，4)区域同时打开通光，其余区域关闭，光线穿过打开通光子区域经过本实施例子透镜阵列5会聚后在本实施例电子感光元件6的感光平面上形成光斑，观测和记录光斑数据信息；

以上提供的子光路通道开关可控的提升光学波前误差检测精度的装置检测方法中所描述的步骤次序并没有严格限制，可以根据实际情况进行调整，目的是避免携带待测物镜波前误差的光线经过透镜阵列时，可能会出现相近子透镜聚焦光斑相互影响形成“串扰”而影响波前误差还原时失真，以提升光学波前误差检测精度；

经过四步4次采集各个区域对应的光斑后计算波前误差，则可大大提升检测精度，达到本发明的目的。

实施例三

参见图2和图4所示，提供了子光路通道开关可控的提升光学波前误差检测精度的装置的检测方法。

将本发明实施例提供的子光路通道开关可控的提升光学波前误差检测精度的装置中的子光路通道阵列设4为10*10个子区域，标记为子区域矩阵S(j，k)，(j为行标号，k为列标号，且j≤J,k≤K)，本发明实施例的情形二的检测方法步骤如下：

第一步，将本发明实施例提供子光路通道开关可控的提升光学波前误差检测精度的装置中的子光路通道阵列4的10*10个子区域矩阵S(2i+1，j)，(i＝0，1，2，3，4；j＝0，1，2，…，9)区域同时打开通光，其余区域关闭，光线穿过打开通光子区域经过本实施例子透镜阵列5会聚后在本实施例电子感光元件6的感光平面上形成光斑，观测和记录光斑数据信息；

第二步，将本发明实施例提供子光路通道开关可控的提升光学波前误差检测精度的装置中的子光路通道阵列4的10*10个子区域矩阵S(2i，j)，(i＝0，1，2，3，4；j＝0，1，2，…，9)区域同时打开通光，其余区域关闭，光线穿过打开通光子区域经过本实施例子透镜阵列5会聚后在本实施例电子感光元件6的感光平面上形成光斑，观测和记录光斑数据信息；

第三步，将本发明实施例提供子光路通道开关可控的提升光学波前误差检测精度的装置中的子光路通道阵列4的10*10个子区域矩阵S(i，2j+1)，(i＝0，1，2，…9；j＝0，1，2，3，4)区域同时打开通光，其余区域关闭，光线穿过打开通光子区域经过本实施例子透镜阵列5会聚后在本实施例电子感光元件6的感光平面上形成光斑，观测和记录光斑数据信息；

第四步，将本发明实施例提供子光路通道开关可控的提升光学波前误差检测精度的装置中的子光路通道阵列4的10*10个子区域矩阵S(i，2j)，(i＝0，1，2，…9；j＝0，1，2，3，4)区域同时打开通光，其余区域关闭，光线穿过打开通光子区域经过本实施例子透镜阵列5会聚后在本实施例电子感光元件6的感光平面上形成光斑，观测和记录光斑数据信息；

以上提供的子光路通道开关可控的提升光学波前误差检测精度的装置检测方法中所描述的步骤次序并没有严格限制，可以根据实际情况进行调整，目的是避免携带待测物镜波前误差的光线经过透镜阵列时，可能会出现相近子透镜聚焦光斑相互影响形成“串扰”而影响波前误差还原时失真，以提升光学波前误差检测精度；

经过四步4次采集各个区域对应的光斑后计算波前误差，则可大大提升检测精度，达到本发明的目的。

以上对本发明实施例提供的子光路通道开关可控的提升光学波前误差检测精度的装置及检测方法步骤进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (6)

1.子光路通道开关可控的提升光学波前误差检测精度的装置，其特征在于：包括平行光管，待测物镜支撑座，准直透镜和光信号接收及处理装置，所述待测物镜支撑座用来固定待测物镜，所述平行光管会产生标准平行光，所述平行光依次透过待测物镜支撑座上固定的待测物镜、准直透镜后射入光信号接收及处理装置；

所述光信号接收及处理装置包含子光路通道阵列、子透镜阵列和电子感光元件，所述子光路通道阵列包含不少于2个光路子通道，每个光路子通道均可以被控制为打开通光和关闭通光，所述子透镜阵列包含不少于2个子透镜，所述子光路通道阵列可分成不少于2个子区域通道，所述子区域通道的中心轴与所述子透镜阵列的子透镜轴心重合，所述电子感光元件，具有平面状感光面，能感应透过所述子透镜阵列中的子透镜而落在所述电子感光元件的平面状感光面上形成的光斑。

2.如权利要求1所述子光路通道开关可控的提升光学波前误差检测精度的装置，其特征在于：子光路通道阵列选用液晶面板或阵列微动开关，电子感光元件选为CMOS或者CCD感光元件。

3.如权利要求2所述子光路通道开关可控的提升光学波前误差检测精度的装置，其特征在于：子光路通道阵列选用空间光调制器。

4.子光路通道开关可控的提升光学波前误差检测精度的装置的检测方法，基于如权利要求1-3任一项所述的子光路通道开关可控的提升光学波前误差检测精度的装置实现，其特征在于：

将所述子光路通道阵列分设为J*K个子区域，标记为子区域矩阵S(j，k)；分步骤打开或关闭J*K个子区域不同的子区域，并采集每个步骤打开的子区域对应的光斑后计算波前误差；

其中，J、K为大于1的整数，j为行标号，k为列标号，且j≤J,k≤K。

5.如权利要求4所述子光路通道开关可控的提升光学波前误差检测精度的装置的检测方法，其特征在于：经过四个步骤四次采集各个区域对应的光斑后计算波前误差包括：

第一步，将子光路通道阵列的J*K个子区域矩阵S(2i+1，2j+1)，区域同时打开通光，其余区域关闭，光线穿过打开通光区域经过子透镜阵列会聚后在电子感光元件的平面状感光面上形成光斑，观测和记录光斑数据信息；

其中，J＝2i+1，K＝2j+1，i＝0，1，2，…，j＝0，1，2，…，且2i+1≤J,2j+1≤K；

第二步，将子光路通道阵列的J*K个子区域矩阵S(2i+1，2j)区域同时打开通光，其余区域关闭，光线穿过打开通光区域经过子透镜阵列会聚后在电子感光元件的平面状感光面上形成光斑，观测和记录光斑数据信息；

其中，J＝2i+1，K＝2j，i＝0，1，2，…，j＝0，1，2，…，且2i+1≤J,2j≤K；

第三步，将子光路通道阵列的J*K个子区域矩阵S(2i，2j)区域同时打开通光，其余区域关闭，光线穿过打开通光区域经过子透镜阵列会聚后在电子感光元件的平面状感光面上形成光斑，观测和记录光斑数据信息；

其中，J＝2i，K＝2j，i＝0，1，2，…，j＝0，1，2，…，且2i≤J,2j≤K；

第四步，将子光路通道阵列的J*K个子区域矩阵S(2i，2j+1)区域同时打开通光，其余区域关闭，光线穿过打开通光区域经过子透镜阵列会聚后在电子感光元件的平面状感光面上形成光斑，观测和记录光斑数据信息。

其中，J＝2i，K＝2j+1，i＝0，1，2，…，j＝0，1，2，…，且2i≤J,2j+1≤K。

6.如权利要求4所述子光路通道开关可控的提升光学波前误差检测精度的装置的检测方法，其特征在于：经过四个步骤四次采集各个区域对应的光斑后计算波前误差包括：

第一步，将子光路通道阵列的J*K个子区域矩阵S(2i+1，j)区域同时打开通光，其余区域关闭，光线穿过打开通光区域经过子透镜阵列会聚后在电子感光元件的平面状感光面上形成光斑，观测和记录光斑数据信息；

其中，J＝2i+1，K＝j，i＝0，1，2，…，j＝0，1，2，…，且2i+1≤J,j≤K；

第二步，将子光路通道阵列的J*K个子区域矩阵S(2i，j)，区域同时打开通光，其余区域关闭，光线穿过打开通光区域经过子透镜阵列会聚后在电子感光元件的平面状感光面上形成光斑，观测和记录光斑数据信息；

其中，J＝2i，K＝j，i＝0，1，2，…，j＝0，1，2，…，且2i≤J,j≤K；

第三步，将子光路通道阵列的J*K个子区域矩阵S(i，2j+1)区域同时打开通光，其余区域关闭，光线穿过打开通光区域经过子透镜阵列会聚后在电子感光元件的平面状感光面上形成光斑，观测和记录光斑数据信息；

其中，J＝i，K＝2j+1，i＝0，1，2，…，j＝0，1，2，…，i≤J,2j+1≤K；

第四步，将子光路通道阵列的J*K个子区域矩阵S(i，2j)，区域同时打开通光，其余区域关闭，光线穿过打开通光区域经过子透镜阵列会聚后在电子感光元件的平面状感光面上形成光斑，观测和记录光斑数据信息；

其中，J＝i，K＝2j，i＝0，1，2，…，j＝0，1，2，…，且i≤J,2j≤K。