CN205482829U - 一种浅度非球面动态干涉检测装置 - Google Patents
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Abstract
一种浅度非球面动态干涉检测装置，涉及非球面干涉检测。该测量装置由数字相移干涉仪和泰曼‑格林干涉光路组成，数字相移干涉仪提供光源和成像系统。数字相移干涉仪发出的标准平面波经过分光镜分为测试光和参考光两路光。测试光经过零位补偿透镜入射到被测非球面镜，再经非球面镜反射回到分光镜。参考光经过第二个零位补偿透镜入射到液晶空间光调制器，液晶空间光调制器作为计算全息的载体通过编程控制，可实时调制入射光波并将其反射回到分光镜。在分光镜处测试光和参考光干涉形成干涉条纹。数字相移干涉仪接收干涉条纹，通过分析软件解出被测非球面镜的面形误差。该装置结构简单、装调方便，能够实现浅度非球面反射镜的实时动态测量。
Description
技术领域
本发明涉及一种计算全息非球面检测装置。
背景技术
非球面光学元件相对于球面光学元件有着较大优势，因此被广泛应用在光学系统当中。目前非球面的加工技术日趋成熟，但是非球面的检测技术还存在着一些问题。目前应用最广泛的非球面检测方法是计算全息法。该方法的特点是不需要非球面实体的存在，利用计算机制作计算全息图，通过光刻或腐蚀技术将全息图制作成计算全息片，计算全息片可以作为补偿片实现对非球面的全息干涉测量。但是该方法的缺点是，针对每一个被测非球面需要制作唯一的计算全息片与之相匹配，全息片的制作需要专业设备，加工周期长、成本高，增加了非球面测量难度和测量周期。
发明内容
针对以上计算全息法测量非球面存在的问题，提出一种浅度非球面动态干涉检测装置。
一种浅度非球面动态干涉检测装置，其特征是：它包括数字相移干涉仪（1）、标准平面参考镜（2）、光阑（3）、分光镜（4）、零位补偿透镜（5）、零位补偿透镜（6）、偏振片（7）、液晶空间光调制器（8）、被测非球面镜（9）和计算机（10）；
数字相移干涉仪（1）发出的氦氖激光入射至标准平面参考镜（2），经所述标准平面参考镜（2）透射后经过光阑（3），然后入射至分光镜（4），经所述分光镜（4）分成一号透射光和一号反射光；
所述一号透射光入射至零位补偿透镜（5），经所述零位补偿透镜（5）透射后入射至被测非球面镜（9），经被测非球面镜（9）反射产生测试光，所述测试光经零位补偿透镜（5）透射后返回至分光镜（4）；
所述一号反射光入射至零位补偿透镜（6），经所述零位补偿透镜（6）透射后入射至偏振片（7），经所述偏振片（7）透射后入射至液晶空间光调制器（8），经过液晶空间光调制器（8）的相位调制并反射后获得参考光，所述参考光经过所述偏振片（7）和零位补偿透镜（6）透射后返回至分光镜（4）；
所述参考光与测试光干涉形成干涉光，所述干涉光经过光阑（3）和标准平面参考镜（2）透射后，入射到数字相移干涉仪（1）的成像系统。
一种浅度非球面动态干涉检测装置，其特征还在于它还包括计算机（10），所述计算机（10）的一号数据输入和输出端与液晶空间光调制器（8）的数据输出和输入端连接，所述计算机（10）的二号数据输入和输出端与数字相移干涉仪（1）的数据输出和输入端连接。
所述一种浅度非球面动态干涉检测装置，液晶空间光调制器（6）是电寻址反射式纯相位液晶空间光调制器；零位补偿透镜（5）的像方焦点与被测非球面（9）的顶点曲率中心重合；标准平面参考镜（2）与竖直方向之间的夹角为2度至3度。零位补偿透镜（5）和零位补偿透镜（6）是相同的透镜。
本实用新型的有益效果有：
1、采用反射式纯相位液晶空间光调制器，其像元尺寸小、分辨率高、衍射效率高。用该器件作为计算全息图的载体，与透射式液晶空间光调制器相比提高了像素分辨率和出射光的衍射效率；液晶空间光调制器可实时编程控制，实时更新计算全息图，计算全息图通过计算机软件编程，可实现编码、加载和控制的实时操作，克服了现有计算全息片的制作需要较长加工周期的缺点，有助于实现非球面的动态检测；
2、直接利用数字相移干涉仪的光源和成像系统，减少了测试光路光学元件数量，简化了光路结构。利用数字相移干涉仪的分析软件分析干涉图，无需自行编写分析 程序，降低了测量难度和数据处理难度。
附图说明
附图1：一种浅度非球面动态干涉检测装置示意图；
附图2：ZEMAX追迹的测试臂光路图。
具体实施方式
具体实施方式一、结合图1说明本具体实施方式，一种浅度非球面动态干涉检测装置，其特征是：它包括数字相移干涉仪（1）、标准平面参考镜（2）、光阑（3）、分光镜（4）、零位补偿透镜（5）、零位补偿透镜（6）、偏振片（7）、液晶空间光调制器（8）、被测非球面镜（9）和计算机（10）；
数字相移干涉仪（1）发出的氦氖激光入射至标准平面参考镜（2），经所述标准平面参考镜（2）透射后经过光阑（3），然后入射至分光镜（4），经所述分光镜（4）分成一号透射光和一号反射光；
所述一号透射光入射至零位补偿透镜（5），经所述零位补偿透镜（5）透射后入射至被测非球面镜（9），经被测非球面镜（9）反射产生测试光，所述测试光经零位补偿透镜（5）透射后返回至分光镜（4）；
所述一号反射光入射至零位补偿透镜（6），经所述零位补偿透镜（6）透射后入射至偏振片（7），经所述偏振片（7）透射后入射至液晶空间光调制器（8），经过液晶空间光调制器（8）的相位调制并反射后获得参考光，所述参考光经过所述偏振片（7）和零位补偿透镜（6）透射后返回至分光镜（4）；
所述参考光与测试光干涉形成干涉光，所述干涉光经过光阑（3）和标准平面参考镜（2）透射后，入射到数字相移干涉仪（1）的成像系统。
一种浅度非球面动态干涉检测装置，其特征还在于它还包括计算机（10），所述计算机（10）的一号数据输入和输出端与液晶空间光调制器（8）的数据输出和输入端连接，所述计算机（10）的二号数据输入和输出端与数字相移干涉仪（1）的数据输出和输入端连接。
具体实施方式二、具体实施方式二所述的一种浅度非球面动态干涉检测装置，其特征在于液晶空间光调制器（8）是电寻址反射式纯相位液晶空间光调制器。
具体实施方式三、具体实施方式三所述的一种浅度非球面动态干涉检测装置，其特征在于零位补偿透镜（5）的像方焦点与被测非球面（9）的顶点曲率中心重合。
具体实施方式四、具体实施方式四所述的一种浅度非球面动态干涉检测装置，其特征在于标准平面参考镜（2）与竖直方向之间的夹角为2度至3度。
具体实施方式五、具体实施方式五所述的一种浅度非球面动态干涉检测装置，其特征在于零位补偿透镜（5）和零位补偿透镜（6）是相同的透镜。
工作原理：标准平面参考镜（2）被调节倾斜2度至3度的角度，使得由标准平面参考镜（2）反射的光波无法被数字相移干涉仪（1）的成像系统所接收。零位补偿透镜（5）的像方焦点与被测非球面镜（9）的顶点曲率中心重合。分光镜（4）将入射光分成一号透射光和一号反射光，其中一号透射光入射至零位补偿透镜（6），经所述零位补偿透镜（6）透射后，经过偏振片（7）入射到液晶空间光调制器（8），经过液晶空间光调制器（8）相位调制并反射后作为参考光；一号反射光经过零位补偿透镜（5）入射到被测非球面镜（9），经被测非球面镜（9）反射后作为测试光。
加载到液晶空间光调制器（8）上的计算全息图是利用ZEMAX软件对测试臂进行如图2所示的光线追迹得到的，对追迹得到的波像差进行编码，得到计算全息图。由ZEMAX软件对测试臂进行光线追迹，可得到一号透射光经入射到被测非球面（9）前、后波像差的变化量，将此变化量用Zernike多项式进行拟合，然后通过计算机（10）进行计算全息编码得到计算全息图。测试光和参考光在分光镜（4）处干涉，干涉条纹由数字相移干涉仪（1）内部的成像系统接收。由于零位补偿透镜（5）和零位补偿透镜（6）是相同的透镜，所以成像系统探测到的干涉图包含有非球面的面型误差信息。应用数字相移干涉仪的干涉图分析软件，可快速分析出非球面的面型误差。
Claims (3)
1.一种浅度非球面动态干涉检测装置，其特征是：它包括数字相移干涉仪（1）、标准平面参考镜（2）、光阑（3）、分光镜（4）、零位补偿透镜（5）、零位补偿透镜（6）、偏振片（7）、液晶空间光调制器（8）、被测非球面镜（9）和计算机（10）；
数字相移干涉仪（1）发出的氦氖激光入射至标准平面参考镜（2），经所述标准平面参考镜（2）透射后经过光阑（3），然后入射至分光镜（4），经所述分光镜（4）分成一号透射光和一号反射光；
所述一号透射光入射至零位补偿透镜（5），经所述零位补偿透镜（5）透射后入射至被测非球面镜（9），经被测非球面镜（9）反射产生测试光，所述测试光经零位补偿透镜（5）透射后返回至分光镜（4）；
所述一号反射光入射至零位补偿透镜（6），经所述零位补偿透镜（6）透射后入射至偏振片（7），经所述偏振片（7）透射后入射至液晶空间光调制器（8），经过液晶空间光调制器（8）的相位调制并反射后获得参考光，所述参考光经过所述偏振片（7）和零位补偿透镜（6）透射后返回至分光镜（4）；
所述参考光与测试光干涉形成干涉光，所述干涉光经过光阑（3）和标准平面参考镜（2）透射后，入射到数字相移干涉仪（1）的成像系统。
2.根据权利要求1所述的一种浅度非球面动态干涉检测装置，其特征在于它还包括计算机（10），所述计算机（10）的一号数据输入和输出端与液晶空间光调制器（8）的数据输出和输入端连接，所述计算机（10）的二号数据输入和输出端与数字相移干涉仪（1）的数据输出和输入端连接。
3.根据权利要求1所述的一种浅度非球面动态干涉检测装置，其特征在于零位补偿透镜（5）和零位补偿透镜（6）是相同的透镜。
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| RU211189U1 (ru) * | 2022-02-01 | 2022-05-25 | Акционерное общество "Научно-производственное объединение "Государственный институт прикладной оптики" (АО "НПО "ГИПО") | Голографическое устройство для контроля формы асферических оптических поверхностей |
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