CN205262414U - 光学元件面形在位检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种环抛过程中光学元件面形的在位检测装置。光学元件面形在位检测装置，按光路依次包括：平面动态干涉仪和光路转向反射镜。采用本实用新型的装置在位检测光学元件的面形时，平面动态干涉仪沿水平方向射出的测试光，经光路转向反射镜后垂直射向光学元件，透过上表面而在下表面反射后沿原路返回，与干涉仪中的参考光形成干涉，从而在位测得光学元件加工面的面形；采用本实用新型的装置可以对环抛过程中光学元件的面形进行在位检测，元件不用下盘就可获得其面形分布，进而根据获得的面形分布实时调整加工参数，以实现面形误差的收敛。本实用新型的装置可以大大减少环抛元件的面形检测时间，缩短元件的加工周期。

Description

光学元件面形在位检测装置

技术领域

本实用新型涉及一种光学检测装置，特别是涉及一种环抛过程中对光学元件的面形进行检测的装置。

背景技术

环形抛光技术(简称环抛)广泛应用于大口径平面光学元件的加工，环抛采用环形沥青盘，抛光时平面光学元件放在沥青盘的环带上，在沥青盘表面磨料颗粒的作用下去除材料并实现元件面形误差的收敛。环抛技术具有加工元件中高频误差低的优点，但同时也存在着低频面形控制不稳定、经验依赖性较强的问题。

单块光学元件的环抛加工一般需要经过多次加工循环，每次加工后需要下盘进行检测，然后根据检测的元件面形重新设定机床运行参数进行加工，直至元件面形达到指标要求。每次加工后下盘进行检测，元件需要静置较长时间(数小时以上)，以释放下盘、装夹产生的应力并进行恒温，从而避免应力和温度分布不均对面形检测的影响，这些辅助检测时间极大地延长了平面光学元件的环抛加工周期。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种环抛过程中光学元件面形的在位检测装置。

本实用新型解决技术问题所采用的技术方案是：光学元件面形在位检测装置，按光路依次包括：平面动态干涉仪和光路转向反射镜，所述平面动态干涉仪沿水平方向射出的测试光，经光路转向反射镜后垂直射向光学元件，所述光路转向反射镜设置在框架上，所述框架和平面动态干涉仪设置在光学隔振平台上，所述框架前端的钢板呈45度倾斜朝下，所述光路转向反射镜由镜框夹持，通过三个呈直角分布的拉杆固定在所述框架的前端倾斜钢板上。

在所述光学隔振平台上设置有导轨，所述框架通过滑块设置在所述导轨上，并通过框架移动控制电机控制框架沿着导轨在光学隔振平台上前后移动。

所述三个呈直角分布的拉杆中，直角处的第一拉杆设有球铰结构，可绕任意方向旋转，斜下方的第二拉杆和侧方的第三拉杆的伸缩长度分别通过自带电机进行控制，以分别调节光路转向反射镜的俯仰角和水平角。

所述光路转向反射镜表面镀有高反膜。

本实用新型的有益效果是：采用本实用新型的装置在位检测光学元件的面形时，平面动态干涉仪沿水平方向射出的测试光，经光路转向反射镜后垂直射向光学元件，透过上表面而在下表面反射后沿原路返回，与干涉仪中的参考光形成干涉，从而在位测得光学元件加工面的面形；采用本实用新型的装置可以对环抛过程中光学元件的面形进行在位检测，元件不用下盘就可获得其面形分布，进而根据获得的面形分布实时调整加工参数，以实现面形误差的收敛。本实用新型的装置可以大大减少环抛元件的面形检测时间，缩短元件的加工周期。本实用新型提供的在位检测装置，适用于不同的环抛车间，检测过程中稳定性好，检测精度高。

附图说明

图1是本实用新型装置的光路图。

图2是本实用新型装置的主视图。

图3是本实用新型装置的立体图。

图4是本实用新型装置的另一个方向的立体图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型的光学元件面形在位检测装置按光路依次包括：平面动态干涉仪2和光路转向反射镜5，在光路转向反射镜5下方设置待检测的平面光学元件6。平面动态干涉仪2产生的平面光17，一部分在平面动态干涉仪2内部的参考镜18表面反射回来，成为参考光19；另一部分透过参考镜18沿水平方向射出，经光路转向反射镜5后垂直射向下方的平面光学元件6，透过平面光学元件6的上表面并在下表面产生反射，然后沿原路返回，成为测试光20，最终测试光20与参考光19在平面动态干涉仪2内部形成干涉场，从而获取平面光学元件6的面形数据。

上述光路转向反射镜5设置在框架3上，框架3和平面动态干涉仪2设置在光学隔振平台1上，如图2-4所示。在光学隔振平台1上设置有两根导轨8，分别安装于光学隔振平台1上表面的两侧。框架3通过滑块设置在两根导轨8上，并通过框架移动控制电机4控制框架3沿着两根导轨8在光学隔振平台1上前后移动。

上述平面动态干涉仪2设置于光学隔振平台1的上表面后端；上述光学隔振平台1为常用的普通隔振平台，通过光学隔振平台1下方四角的四个气囊7达到平衡与隔振的效果。

上述光路转向反射镜5通过镜框设置在框架3的前端(相对于平面动态干涉仪2)，光路转向反射镜5可通过框架移动控制电机4从光学隔振平台1移至位于胶盘16上的平面光学元件6的上方。框架3的前端钢板呈45度倾斜朝下，以便于安装光路转向反射镜5。

上述光路转向反射镜5由镜框夹持，通过三个呈直角分布的拉杆固定在框架3的前端倾斜钢板上，其中，直角处的第一拉杆13设有球铰结构，可绕任意方向旋转，斜下方的第二拉杆14和侧方的第三拉杆15的伸缩长度分别通过自带电机进行控制，以达到分别调节光路转向反射镜5的俯仰角和水平角的目的。

上述光路转向反射镜5表面镀有高反膜，其面形PV小于0.1λ；上述平面光学元件6的上下表面均已抛光，测试时位于环抛机胶盘16上。

环抛加工时，胶盘16由主电机驱动实现匀速旋转，同时，工件盘放在胶盘16上由主动轮驱动产生自转，平面光学元件6放在工件盘的工件孔内，通过胶盘16上的磨料颗粒对平面光学元件6的材料去除，实现光学表面的加工。采用本实用新型的装置在位检测元件面形时，首先停止机床运行，开启框架移动控制电机4，移动框架3，以使框架3前端的光路转向反射镜5位于待检测的平面光学元件6中心部位的正上方；然后通过光学隔振平台1下方四角的四个气囊7所对应的可调弹簧杆，调节光学隔振平台1的倾斜角，以使光学隔振平台1上的平面动态干涉仪2的测试光的光点接近参考光的光点；再通过自带电机微调光路转向反射镜5的斜下方的第二拉杆14和侧方的第三拉杆15的伸缩长度，以使测试光束完全摆正而干涉条纹减到最少；平面动态干涉仪2产生的平面光17，一部分在平面动态干涉仪2内部的参考镜18表面反射回来，成为参考光19；另一部分透过参考镜18沿水平方向射出，经光路转向反射镜5后垂直射向下方的平面光学元件6，透过平面光学元件6的上表面并在下表面产生反射，然后沿原路返回，成为测试光20，最终测试光20与参考光19在平面动态干涉仪2内部形成干涉场；点击平面动态干涉仪2配置的计算机端的测试按钮获取平面光学元件6的面形数据；最后开启框架移动控制电机4收回框架3，完成测试。整个检测过程可在一分钟内完成。然后根据得到的元件面形数据，重新设定抛光参数，启动机床进行抛光。

Claims (4)

1.光学元件面形在位检测装置，其特征在于，按光路依次包括：平面动态干涉仪(2)和光路转向反射镜(5)，所述平面动态干涉仪(2)沿水平方向射出的测试光，经光路转向反射镜(5)后垂直射向光学元件，所述光路转向反射镜(5)设置在框架(3)上，所述框架(3)和平面动态干涉仪(2)设置在光学隔振平台(1)上，所述框架(3)前端的钢板呈45度倾斜朝下，所述光路转向反射镜(5)由镜框夹持，通过三个呈直角分布的拉杆固定在所述框架(3)的前端倾斜钢板上。

2.如权利要求1所述的光学元件面形在位检测装置，其特征在于，在所述光学隔振平台(1)上设置有导轨(8)，所述框架(3)通过滑块设置在所述导轨(8)上，并通过框架移动控制电机(4)控制框架(3)沿着导轨(8)在光学隔振平台(1)上前后移动。

3.如权利要求1所述的光学元件面形在位检测装置，其特征在于，所述三个呈直角分布的拉杆中，直角处的第一拉杆(13)设有球铰结构，可绕任意方向旋转，斜下方的第二拉杆(14)和侧方的第三拉杆(15)的伸缩长度分别通过自带电机进行控制，以分别调节光路转向反射镜(5)的俯仰角和水平角。

4.如权利要求1所述的光学元件面形在位检测装置，其特征在于，所述光路转向反射镜(5)表面镀有高反膜。