專利名稱：一種光纖點衍射干涉儀的結(jié)構(gòu)及其檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光學(xué)面形檢測的技術(shù)和裝置，特別是使用光纖產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)球面波的點衍射干涉技術(shù)和干涉儀，用于高精度光學(xué)元件面形的檢測和光學(xué)系統(tǒng)波面的檢測領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著光學(xué)技術(shù)和工藝的不斷發(fā)展，對光學(xué)元件的精度要求越來越高，甚至要求達到光學(xué)衍射極限分辨率。而光學(xué)元件的加工精度主要受限于干涉計量技術(shù)中的干涉標(biāo)準(zhǔn)鏡本身的精度。高精度的干涉儀的干涉標(biāo)準(zhǔn)鏡很難加工和裝配，成本很高。用點衍射產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)球面波的技術(shù)(美國專利6，344，898)提供了一種簡單的低成本的解決辦法。點光源產(chǎn)生的球面波代替標(biāo)準(zhǔn)鏡產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)波面，這種方法關(guān)鍵是制作足夠小的圓形小孔，以便使通過小孔的光波可以看成是理想的球面波，并且要求小孔具有足夠的透光率，以使球面波具有一定的強度能產(chǎn)生干涉像。在現(xiàn)有技術(shù)中，如中國專利ZL 03115412. 3《檢測表面形狀的點衍射干涉儀》和ZL 200710172257. 5《點衍射干涉儀》等大多采用刻蝕方法制作一個掩膜板小孔產(chǎn)生球面波，將球面波的一部分作為參考波面，另一部分作為測量波面。上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點是1、由于采用刻蝕等方法很難制作理想的圓形掩膜板小孔，因而小孔衍射出的光波可能導(dǎo)致球面波不夠理想。2、一個掩膜板小孔產(chǎn)生球面波本身因小孔太小，能量就不大，還要分成參考波面和測量波面兩個部分，當(dāng)檢測圓形面時，相當(dāng)于在一個大圓中截出兩個小圓，會造成很大的能量浪費，影響干涉像的產(chǎn)生。3、因小孔衍射出的標(biāo)準(zhǔn)球面波和測量球面波空間位置靠得很近，還要考慮到干涉成像，因而總體結(jié)構(gòu)受空間限制，檢測時調(diào)整和操作不方便。

發(fā)明內(nèi)容
為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本發(fā)明要設(shè)計一種衍射出的球面波是標(biāo)準(zhǔn)圓形、球面波能量損耗小、檢測時調(diào)整和操作方便的光纖點衍射干涉儀的結(jié)構(gòu)及其檢測方法。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種光纖點衍射干涉儀的結(jié)構(gòu)，至少包括激光器、分光鏡、測量光耦合透鏡、參考光耦合透鏡、測量光纖、參考光纖、被測元件及其調(diào)整機構(gòu)、電荷耦合器件成像系統(tǒng)和圖像分析計算機；所述的激光器發(fā)出的光入射到分光鏡，將光分成兩束，一束光經(jīng)測量光耦合透鏡耦合到測量光纖中，另一束光經(jīng)參考光耦合透鏡耦合到參考光纖中，從參考光纖出射端面出射的標(biāo)準(zhǔn)球面波作為參考光波，從測量光纖出射端面出射的標(biāo)準(zhǔn)球面波作為測量光波射到被測元件的被測面上、再反射到參考光纖出射端面上、與參考光波重疊后發(fā)生干涉，在電荷耦合器件成像系統(tǒng)的成像面上產(chǎn)生干涉條紋，用圖像分析計算機分析干涉條紋，得到被測元件被測面的面形狀況；所述的分光鏡的分光比滿足測量光纖輸出光到達電荷耦合器件成像系統(tǒng)的光強與參考光纖輸出光到達電荷耦合器件成像系統(tǒng)的光強相當(dāng)?shù)臈l件；所述的測量光耦合透鏡的數(shù)值孔徑與測量光纖的數(shù)值孔徑相匹配；所述的參考光耦合透鏡的數(shù)值孔徑與參考光纖的數(shù)值孔徑相匹配；所述的測量光纖和參考光纖都是單模光纖；參考光纖出射端面鍍半反半透膜；所述的測量光纖出射端面、參考光纖出射端面、被測元件和電荷耦合器件成像系統(tǒng)形成對角排布，所述的測量光纖出射端面與被測元件對角排布，參考光纖端面與電荷耦合器件成像系統(tǒng)對角排布；所述的被測元件的被測光軸與測量光纖的測量光軸同軸；所述的電荷耦合器件成像系統(tǒng)的成像光軸與參考光纖的參考光軸同軸；所述的參考光纖出射端面與測量光纖出射端面盡量靠近。本發(fā)明所述的參考光纖出射端面加工成斜面，使得參考光纖出射端面與參考光纖的參考光軸的夾角為θ。本發(fā)明所述的參考光軸與測量光軸的夾角為180° -2 θ，使得電荷耦合器件成像系統(tǒng)的成像光軸與被測元件的被測光軸夾角也是180° -2 θ，為使結(jié)構(gòu)排布方便，θ —般取60 85°。本發(fā)明的另一個技術(shù)方案如下一種光纖點衍射干涉儀的結(jié)構(gòu)，至少包括激光器、 分光鏡、測量光耦合透鏡、參考光耦合透鏡、測量光纖、參考光纖、被測元件及其調(diào)整機構(gòu)、 電荷耦合器件成像系統(tǒng)、圖像分析計算機和相移元件；所述的激光器發(fā)出的光入射到分光鏡，將光分成兩束，透射光經(jīng)測量光耦合透鏡耦合到測量光纖中，反射光達到相移元件反射回分光鏡，經(jīng)由分光鏡2透射后作為參考光，并經(jīng)參考光耦合透鏡耦合到參考光纖中，從參考光纖出射端面出射的標(biāo)準(zhǔn)球面波作為參考光波，從測量光纖出射端面出射的標(biāo)準(zhǔn)球面波作為測量光波射到被測元件的被測面上、再反射到參考光纖出射端面上、與參考光波重疊后發(fā)生干涉，在電荷耦合器件成像系統(tǒng)的成像面上產(chǎn)生干涉條紋，用圖像分析計算機分析干涉條紋，得到被測元件被測面的面形狀況。一種光纖點衍射干涉儀的檢測方法，包括下列步驟Α、選用兩根纖芯直徑小的單模光纖作為產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)球面波的光纖，一根為參考光纖，另一根為測量光纖；B、將激光器產(chǎn)生的激光經(jīng)分光鏡分光后，分別通過測量光耦合透鏡和參考光耦合透鏡耦合到測量光纖和參考光纖中；C、將從參考光纖出射端面出射的標(biāo)準(zhǔn)球面波作為參考光波，將從測量光纖出射端面出射的標(biāo)準(zhǔn)球面波作為測量光波射到被測元件的被測面上，再反射到參考光纖出射端面上，與參考光波重疊后發(fā)生干涉，在電荷耦合器件成像系統(tǒng)的成像面上產(chǎn)生干涉條紋；D、用圖像分析計算機分析上述干涉條紋，得到被測元件的被測面面形狀況。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果1、由于本發(fā)明利用兩根光纖纖芯衍射產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)圓形的球面波作為理想的球面波光源，分別作為參考球面波和測量球面波。而所用的單模光纖纖芯直徑是幾個微米量級，與現(xiàn)有技術(shù)中圓形掩膜板小孔相比，產(chǎn)生的球面波要理想得多。而且光纖制作容易，成本較低。
2、本發(fā)明的激光耦合進光纖中后，除了參考光纖出射端面有一半的光強損耗外， 其它部分光強損耗就很小了。而且兩根光纖恰好形成兩部分圓形的參考波面和測量波面， 沒有大的能量浪費，較容易形成清晰干涉像。3、由于本發(fā)明所用光纖本身就較細小，端面容易靠得很近，光纖位置移動靈活，總體結(jié)構(gòu)上空間容易排布。4、由于本發(fā)明的參考光纖的出射端面與測量光纖的的出射端面靠得很近，使得入射到被測元件的光軸和從被測元件的出射的光軸夾角可以忽略，從而保證了系統(tǒng)的同軸性，減小了系統(tǒng)誤差。


圖1是本發(fā)明光纖點衍射干涉儀裝置實施例一的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明光纖點衍射干涉儀裝置實施例二的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本發(fā)明光纖點衍射干涉儀檢測中結(jié)構(gòu)光纖端面排布放大圖，實施例一和實施例二相同。圖中1、激光器，2、分光鏡，3、測量光耦合透鏡，4、參考光耦合透鏡，5、測量光纖， 6、參考光纖，7、被測元件，8、電荷耦合器件成像系統(tǒng)，9、圖像分析計算機，10、相移元件， 501、測量光纖出射端面，502、測量光軸，601、參考光纖出射端面，602、參考光軸，701、被測面，702、入射光軸，703、出射光軸，801、成像面，802、成像光軸。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進行進一步地描述。如圖1所示，本發(fā)明的點衍射干涉儀至少包括激光器1、分光鏡2、測量光耦合透鏡3、參考光耦合透鏡4、測量光纖5、參考光纖6、被測元件7及其調(diào)整機構(gòu)、電荷耦合器件成像系統(tǒng)8和圖像分析計算機9。將激光器1產(chǎn)生的激光經(jīng)分光鏡2分成兩束光，一束光作為測量光，由測量光耦合透鏡3耦合到測量光纖5中，另一束光作為參考光，由參考光耦合透鏡4耦合到參考光纖6 中。從參考光纖出射端面601出射的標(biāo)準(zhǔn)球面波作為參考光波；從測量光纖出射端面 501出射的標(biāo)準(zhǔn)球面波作為測量光波，射到被測元件7的被測面701上，再由被測面701反射到參考光纖出射端面601上，與參考光波疊加后發(fā)生干涉，產(chǎn)生的干涉條紋成像到電荷耦合器件成像系統(tǒng)8的成像面802上。用圖像分析計算機9采集電荷耦合器件面成像系統(tǒng)8的成像面802上的干涉條紋，并分析就可得到被測面701的面形狀況。激光器1 一般是氣體激光器、固體激光器或激光二極管。工作波長一般為可見光波長，例如632. 8nm,532nm,650nm等，也可以是紅外光或者是紫外光。激光輸出口徑為 0. 1 Imm0分光鏡2的分光比滿足測量光纖5輸出光到達電荷耦合器件成像系統(tǒng)8的光強與參考光纖6輸出光到達電荷耦合器件成像系統(tǒng)8的光強相當(dāng)?shù)臈l件，因此，分光鏡2的分光比根據(jù)被測面701的反射情況來定。選擇合適的分光比，使得測量光到達電荷耦合器件成像系統(tǒng)8的光強與參考光到達電荷耦合器件成像系統(tǒng)8的光強相當(dāng)。當(dāng)選用可見光激光器1時，測量光纖5和參考光纖6可以選用纖芯直徑是若干微米的單模光纖，數(shù)值孔徑的值可以是0. 07 0. 43。為了使激光器1耦合到單模光纖中的效率高一些，選取的耦合透鏡焦距要短一些，焦距一般為5 15mm，使得測量光耦合透鏡3的數(shù)值孔徑與測量光纖5的數(shù)值孔徑相匹配；使得參考光耦合透鏡4的數(shù)值孔徑與參考光纖5的數(shù)值孔徑相匹配。為了減少光強損耗，并且使參考光到達電荷耦合器件面成像系統(tǒng)8的光強和測量光到達電荷耦合器件成像系統(tǒng)8的光強相當(dāng)，將參考光纖出射端面601鍍半反半透膜。在檢測調(diào)整過程中，測量光纖出射端面501、參考光纖出射端面601、被測元件7和電荷耦合器件成像系統(tǒng)8形成對角排布。將測量光纖端面501與被測元件7對角排布，將參考光纖端面601與電荷耦合器件成像系統(tǒng)8對角排布。同時調(diào)整使得被測元件7的入射光軸702與測量光軸502盡量同軸。調(diào)整電荷耦合器件成像系統(tǒng)8的成像光軸802與參考光軸602盡量同軸。調(diào)整參考光纖出射端面601與測量光纖出射端面501盡量靠近。由于光纖很細，參考光纖出射端面601與測量光纖出射端面501靠得很近，使得入射到被測元件7的入射光軸702和從被測元件7的出射的出射光軸703夾角接近于0°。參考光纖出射端面601被加工成斜面，綜合考慮被測面701情況，使得參考光纖出射端面601與參考光軸602的夾角θ為80°、70°、60°等系列，就如同干涉儀中標(biāo)準(zhǔn)球面鏡？#有0. 75、1. 5,3. 3,7. 5、11等系列一樣。則參考光軸602與測量光軸502的夾角為 180° -2 θ，使得電荷耦合器件成像系統(tǒng)8的成像光軸802與被測元件7的入射光軸702夾角也是180° -2 θ。排布盡量使180° -2 θ角度較小，減小系統(tǒng)誤差。最后通過計算機分析干涉條紋即可得到被測面701的像差。下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步說明，并能夠說明采用本發(fā)明光纖點衍射干涉儀結(jié)構(gòu)能夠達到球面波較為理想，激光損耗小，產(chǎn)生干涉圖像容易，總體結(jié)構(gòu)巧妙簡單，成本低的技術(shù)效果。但不應(yīng)以此限制本發(fā)明的保護范圍。本發(fā)明的實施例一如圖1和圖3所示，激光器1采用波長為532nm固體激光器作為光源，激光功率為幾十mw量級，激光輸出口徑為Imm左右。采用的分光鏡2分光比透射出的參考光與反射出的測量光比為4% :96%，在被測面701沒有鍍膜的情況下，由參考光到達電荷耦合器件成像系統(tǒng)8的光強和由測量光到達電荷耦合器件成像系統(tǒng)8的光強相等，可以看出兩束光的光強恰好匹配。選用的測量光纖5和參考光纖6是纖芯直徑為6 μ m的單模光纖，數(shù)值孔徑的值為 0. 14。由于纖芯直徑只有6μπι，而且肯定很圓，所以輸出的光一定是較理想的球面波。選取的測量光耦合透鏡3和參考光耦合透鏡4焦距均為6. 5mm,都可以較好地將光耦合到上述光纖中。當(dāng)激光器1的M2因子小于1. 2時，耦合到單模光纖中的光強可以達到 30%以上。為了減少光強損耗，并且使參考光到達電荷耦合器件成像系統(tǒng)8的成像面801 的光強和測量光到達電荷耦合器件成像系統(tǒng)8的成像面801的光強相當(dāng)，將參考光纖出射端面601鍍半反半透膜。所以，不計被測面701的光強損耗，總的光強利用率可以達到 30% X 50%= 15%。因此，在電荷耦合器件成像系統(tǒng)8的成像面801上較容易產(chǎn)生干涉像。
將參考光纖出射端面601加工成斜面，使得參考光纖出射端面601與參考光軸602 的夾角θ為80°。在檢測調(diào)整過程中，將測量光纖端面501與被測元件7對角排布，將參考光纖端面601與電荷耦合器件成像系統(tǒng)8對角排布。參考光軸602與測量光軸502的夾角為 180° 42X80° )= 20°，調(diào)整參考光纖出射端面601與測量光纖出射端面501盡量靠近，使得電荷耦合器件成像系統(tǒng)8的成像光軸802與被測元件7的入射光軸702夾角也是 20°。調(diào)整使得被測元件7的入射光軸702與測量光軸502盡量同軸，激光從測量光纖5 出射到被測元件7的被測面702上，部分反射到參考光纖出射端面601上，與參考光纖6出射光疊加相干。調(diào)整電荷耦合器件成像系統(tǒng)8的成像光軸801與參考光軸602盡量同軸， 則干涉條紋成像在電荷耦合器件成像系統(tǒng)8的成像面801上。最后通過計算機分析電荷耦合器件成像系統(tǒng)8的成像面801上的干涉條紋即可得到被測面701的像差。本發(fā)明的實施例二如圖2和圖3所示，本實施例引入相移元件10并通過結(jié)構(gòu)排布形成相移光纖點衍射干涉儀結(jié)構(gòu)。將激光器1產(chǎn)生的激光經(jīng)分光鏡2分成兩束光，其中透射光作為測量光，由測量光耦合透鏡3耦合到測量光纖5中，反射光達到相移元件10反射回分光鏡2，經(jīng)由分光鏡2透射后作為參考光，由參考光耦合透鏡4耦合到參考光纖6中。從參考光纖出射端面601出射的標(biāo)準(zhǔn)球面波作為參考光波；從測量光纖出射端面 501出射的標(biāo)準(zhǔn)球面波作為測量光波，射到被測元件7的被測面701上，再由被測面701反射到參考光纖出射端面601上，與參考光波疊加后發(fā)生干涉，產(chǎn)生的干涉條紋成像到電荷耦合器件成像系統(tǒng)8的成像面802上。相移元件10由計算機控制產(chǎn)生相移，在電荷耦合器件成像系統(tǒng)8的成像面802上產(chǎn)生多幅相移干涉圖。用圖像分析計算機9采集電荷耦合器件成像系統(tǒng)8的成像面802上的多幅相移干涉圖，分析就可得到被測面701的面形狀況。激光器1采用波長為632. 8nm He-Ne氣體激光器作為光源，激光功率為幾十mw量級，激光輸出口徑為Imm左右。此時，采用的分光鏡2分光比透射出的參考光與反射出的測量光比設(shè)計為8% 96%，在被測面701沒有鍍膜的情況下，由參考光到達電荷耦合器件成像系統(tǒng)8的光強和由測量光到達電荷耦合器件成像系統(tǒng)8的光強相等，可以看出兩束光的光強恰好匹配。當(dāng)然也可以在參考臂或測量臂插入一定衰減量的衰減片，達到兩束光的光強匹配。選用的測量光纖5和參考光纖6是纖芯直徑為6 μ m的單模光纖，數(shù)值孔徑的值為 0. 11。由于纖芯直徑只有6μπι，而且肯定很圓，所以輸出的光一定是較理想的球面波。選取的測量光耦合透鏡3和參考光耦合透鏡4焦距均為6. 5mm,都可以較好地將光耦合到上述光纖中。當(dāng)激光器1的M2因子小于1. 2時，耦合到單模光纖中的光強可以達到 30%以上。為了減少光強損耗，并且使參考光到達電荷耦合器件成像系統(tǒng)8的成像面802 的光強和測量光到達電荷耦合器件成像系統(tǒng)8的成像面802的光強相當(dāng)，將參考光纖出射端面601鍍半反半透膜。所以，不計被測面701的光強損耗，總的光強利用率可以達到 30% X 50%= 15%。因此，在電荷耦合器件成像系統(tǒng)8的成像面802上較容易產(chǎn)生干涉像。參考光纖出射端面601加工成斜面，使得參考光纖出射端面601與參考光軸602 的夾角θ為70°。在檢測調(diào)整過程中，將測量光纖端面501與被測元件7對角排布，將參考光纖端面601與電荷耦合器件成像系統(tǒng)8對角排布。參考光軸602與所述測量光軸502的夾角 180° 42X70° )=40°，調(diào)整參考光纖出射端面601與測量光纖出射端面501盡量靠近， 使得所述的電荷耦合器件成像系統(tǒng)8的成像光軸802與被測元件7的入射光軸702夾角也是40°。調(diào)整使得被測元件7的入射光軸702與測量光軸502盡量同軸，激光從測量光纖 5出射被測元件7的被測面701上，部分反射到參考光纖出射端面601上，與參考光纖6出射光疊加相干。調(diào)整電荷耦合器件成像系統(tǒng)8的成像光軸802與參考光軸602盡量同軸， 則干涉條紋成像在電荷耦合器件成像系統(tǒng)8的成像面801上。最后相移元件10由計算機控制產(chǎn)生相移，在電荷耦合器件成像系統(tǒng)8的成像面 801上產(chǎn)生多幅相移干涉圖。用圖像分析計算機9采集電荷耦合器件成像系統(tǒng)8的成像面 801上的多幅相移干涉圖，分析就可得到被測面701的面形狀況。
權(quán)利要求
1.一種光纖點衍射干涉儀的結(jié)構(gòu)，其特征在于至少包括激光器(1)、分光鏡O)、測量光耦合透鏡( 、參考光耦合透鏡(4)、測量光纖( 、參考光纖(6)、被測元件(7)及其調(diào)整機構(gòu)、電荷耦合器件成像系統(tǒng)(8)和圖像分析計算機(9)；所述的激光器(1)發(fā)出的光入射到分光鏡O)，將光分成兩束，一束光經(jīng)測量光耦合透鏡C3)耦合到測量光纖( 中，另一束光經(jīng)參考光耦合透鏡(4)耦合到參考光纖(6)中，從參考光纖出射端面(601)出射的標(biāo)準(zhǔn)球面波作為參考光波，從測量光纖出射端面(501)出射的標(biāo)準(zhǔn)球面波作為測量光波射到被測元件(7)的被測面(701)上、再反射到參考光纖出射端面(601)上、與參考光波重疊后發(fā)生干涉，在電荷耦合器件成像系統(tǒng)(8)的成像面(801)上產(chǎn)生干涉條紋，用圖像分析計算機 (9)分析干涉條紋，得到被測元件(7)被測面(701)的面形狀況；所述的分光鏡O)的分光比滿足測量光纖( 輸出光到達電荷耦合器件成像系統(tǒng)(8) 的光強與參考光纖(6)輸出光到達電荷耦合器件成像系統(tǒng)(8)的光強相當(dāng)?shù)臈l件；所述的測量光耦合透鏡(3)的數(shù)值孔徑與測量光纖(5)的數(shù)值孔徑相匹配；所述的參考光耦合透鏡(4)的數(shù)值孔徑與參考光纖(6)的數(shù)值孔徑相匹配；所述的測量光纖( 和參考光纖(6)都是單模光纖；參考光纖出射端面(601)鍍半反半透膜；所述的測量光纖出射端面(501)、參考光纖出射端面(601)、被測元件(7)和電荷耦合器件成像系統(tǒng)(8)形成對角排布，所述的測量光纖出射端面(501)與被測元件(7)對角排布，參考光纖(6)端面與電荷耦合器件成像系統(tǒng)(8)對角排布；所述的被測元件(7)的被測光軸與測量光纖(5)的測量光軸(502)同軸；所述的電荷耦合器件成像系統(tǒng)(8)的成像光軸(802)與參考光纖(6)的參考光軸 (602)同軸；所述的參考光纖出射端面(601)與測量光纖出射端面(501)盡量靠近。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光纖點衍射干涉儀的結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的參考光纖出射端面(601)加工成斜面，使得參考光纖出射端面(601)與參考光纖(6)的參考光軸 (602)的夾角為θ。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光纖點衍射干涉儀的結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的參考光軸(60 與測量光軸(502)的夾角為180° -2 θ，使得電荷耦合器件成像系統(tǒng)(8)的成像光軸(802)與被測元件(7)的被測光軸夾角也是180° -2 θ，為使結(jié)構(gòu)排布方便，θ —般取60 85°。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光纖點衍射干涉儀的結(jié)構(gòu)，其特征在于還包括相移元件(10)；所述的激光器(1)發(fā)出的光入射到分光鏡O)，將光分成兩束，透射光經(jīng)測量光耦合透鏡⑶耦合到測量光纖(5)中，反射光達到相移元件(10)反射回分光鏡0)，經(jīng)由分光鏡(2)透射后作為參考光，并經(jīng)參考光耦合透鏡(4)耦合到參考光纖(6)中，從參考光纖出射端面(601)出射的標(biāo)準(zhǔn)球面波作為參考光波，從測量光纖出射端面(501)出射的標(biāo)準(zhǔn)球面波作為測量光波射到被測元件(7)的被測面(701)上、再反射到參考光纖出射端面(601) 上、與參考光波重疊后發(fā)生干涉，在電荷耦合器件成像系統(tǒng)(8)的成像面(801)上產(chǎn)生干涉條紋，用圖像分析計算機(9)分析干涉條紋，得到被測元件(7)被測面(701)的面形狀況。
5.一種光纖點衍射干涉儀的檢測方法，其特征在于包括下列步驟Α、選用兩根纖芯直徑小的單模光纖作為產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)球面波的光纖，一根為參考光纖(6)，另一根為測量光纖(5)；B、將激光器(1)產(chǎn)生的激光經(jīng)分光鏡( 分光后，分別通過測量光耦合透鏡C3)和參考光耦合透鏡(4)耦合到測量光纖( 和參考光纖(6)中；C、將從參考光纖出射端面(601)出射的標(biāo)準(zhǔn)球面波作為參考光波，將從測量光纖出射端面(501)出射的標(biāo)準(zhǔn)球面波作為測量光波射到被測元件(7)的被測面(701)上，再反射到參考光纖出射端面(601)上，與參考光波重疊后發(fā)生干涉，在電荷耦合器件成像系統(tǒng)(8) 的成像面(801)上產(chǎn)生干涉條紋；D、用圖像分析計算機(9)分析上述干涉條紋，得到被測元件(7)的被測面(701)面形狀況。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種光纖點衍射干涉儀的結(jié)構(gòu)及其檢測方法，所述的結(jié)構(gòu)至少包括激光器、分光鏡、測量光耦合透鏡、參考光耦合透鏡、測量光纖、參考光纖、被測元件及其調(diào)整機構(gòu)、電荷耦合器件成像系統(tǒng)和圖像分析計算機；所述的激光器發(fā)出的光入射到分光鏡，將光分成兩束，一束光經(jīng)測量光耦合透鏡耦合到測量光纖中，另一束光經(jīng)參考光耦合透鏡耦合到參考光纖中，兩束光重疊后發(fā)生干涉，在電荷耦合器件成像系統(tǒng)的成像面上產(chǎn)生干涉條紋，用圖像分析計算機分析干涉條紋，得到被測元件被測面的面形狀況。本發(fā)明利用兩根光纖纖芯衍射產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)圓形的球面波作為理想的球面波光源，分別作為參考球面波和測量球面波。本發(fā)明光纖制作容易，成本較低。
文檔編號G01B11/24GK102288105SQ201110207460
公開日2011年12月21日 申請日期2011年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月22日
發(fā)明者張學(xué)軍, 曹曉君 申請人:大連民族學(xué)院