專利名稱：大口徑平面鏡面形檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬光學(xué)領(lǐng)域，涉及一種面形檢測裝置，尤其涉及一種大口徑平面鏡面形檢測裝置。
背景技術(shù)：
定量測試大口徑平面鏡面形的檢測方法主要有兩種直接檢測法和間接檢測法。對于直接檢測法而言，其要求有與待測平面鏡口徑相當(dāng)?shù)母缮鎯x。但隨著空間科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，直徑大于Φ800πιπι的平面鏡的口徑使用增多，目前國內(nèi)最大口徑的干涉儀為Φ800πιπι，直接檢驗法已不能滿足測試要求，且大口徑干涉儀研制費用十分昂貴(幾千萬)，經(jīng)濟(jì)性差。對于間接檢測法，主要有兩種子孔徑拼接法和瑞奇-康芒法。這兩種方法可以檢測口徑很大的平面鏡，同時實際檢測成本還有所降低。子孔徑拼接法需要精度高、行程大的二維工件臺，且存在較大拼接誤差，測試精度較低；瑞奇-康芒法測試時，干涉儀，平面鏡和球面鏡，三者幾何關(guān)系精確標(biāo)定比較困難，波前本底扣除方法十分復(fù)雜，要求測試人員對干涉儀波前重建算法十分了解，實用性較差。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決背景技術(shù)中存在的上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種利用光纖激光器與哈特曼波前傳感器來對大口徑平面鏡面形檢測的裝置，解決了大口徑平面鏡面形的測試問題，能夠有效的測試大口徑平面鏡的面形，并很好的保證了測試精度。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是本發(fā)明提供了一種大口徑平面鏡面形檢測裝置，其特殊之處在于所述大口徑平面鏡面形檢測裝置包括激光器、吸收體、分光鏡、標(biāo)準(zhǔn)球面反射鏡、探測單元以及控制與采集計算機(jī)；所述分光鏡設(shè)置于激光器的出射光路上，所述分光鏡將入射至分光鏡的入射光分為透射光以及反射光；所述吸收體設(shè)置在經(jīng)分光鏡后的反射光路上；所述標(biāo)準(zhǔn)球面反射鏡設(shè)置在經(jīng)分光鏡后的透射光路上，所述標(biāo)準(zhǔn)球面反射鏡將入射至標(biāo)準(zhǔn)球面反射鏡的入射光反射至分光鏡并由分光鏡反射至探測單元；所述控制與采集計算機(jī)與探測單元相連。上述探測單元包括準(zhǔn)直透鏡以及哈特曼波前傳感器；所述準(zhǔn)直透鏡將分光鏡反射至探測單元的入射光以平行光輸出；所述哈特曼波前傳感器接收來自準(zhǔn)直透鏡出射的平行光。上述大口徑平面鏡面形檢測裝置還包括用于對被測大口徑平面鏡進(jìn)行角度調(diào)整的高精度轉(zhuǎn)臺；所述高精度轉(zhuǎn)臺與控制與采集計算機(jī)相連。上述激光器是光纖激光器。本發(fā)明的優(yōu)點是本發(fā)明提供了一種大口徑平面鏡面形檢測裝置，該裝置采用光纖激光器、分光鏡、吸收體、標(biāo)準(zhǔn)球面反射鏡、高精度轉(zhuǎn)臺、準(zhǔn)直透鏡、哈特曼波前傳感器、控制與采集計算機(jī)可以精確測試大口徑平面鏡的面形，且測試精度PV優(yōu)于1/10λ，RMS優(yōu)于1/80λ ；本發(fā)明借助光纖激光器與哈特曼波前傳感器對大口徑平面鏡面形進(jìn)行測試，測試精度能夠很好的得到保證，代替了常規(guī)的依靠干涉儀來對大口徑平面鏡面形進(jìn)行檢測；本發(fā)明利用哈特曼波前傳感器以較低的成本實現(xiàn)了大口徑平面鏡面形檢測，彌補(bǔ)了常規(guī)的干涉儀成本高和體積大調(diào)整不方便的不足；本發(fā)明解決了大口徑平面鏡面形測試的問題，穩(wěn)定性高、重復(fù)性好，測量結(jié)果置信度高。


圖1是本發(fā)明所提供的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；其中1-光纖激光器；2-分光鏡；3-吸收器；4-高精度轉(zhuǎn)臺；5-被測大口徑平面鏡；6-標(biāo)準(zhǔn)球面反射鏡；7-準(zhǔn)直透鏡；8-哈特曼波前傳感器；9-控制與采集計算機(jī)。
具體實施例方式參見圖1，光纖激光器1、分光鏡2、吸收體3、高精度轉(zhuǎn)臺4、被測大口徑平面鏡5、標(biāo)準(zhǔn)球面反射鏡6、準(zhǔn)直透鏡7、哈特曼波前傳感器8、控制與采集計算機(jī)9。分光鏡2設(shè)置于光纖激光器1的出射光路上，分光鏡2將入射至分光鏡2的入射光分為透射光以及反射光；吸收體3設(shè)置在經(jīng)分光鏡2后的反射光路上，吸收透射至分光鏡2后的反射光，保證測試人員安全；標(biāo)準(zhǔn)球面反射鏡6設(shè)置在經(jīng)分光鏡2后的透射光路上；標(biāo)準(zhǔn)球面反射鏡6將入射至標(biāo)準(zhǔn)球面反射鏡6的入射光反射至分光鏡并由分光鏡2反射至探測單元。探測單元包括準(zhǔn)直透鏡7以及哈特曼波前傳感器8 ；準(zhǔn)直透鏡7將分光鏡2反射至探測單元的入射光以平行光輸出，哈特曼波前傳感器8置于準(zhǔn)直透鏡7的后面，接收入射的平行光。大口徑平面鏡面形檢測裝置還包括高精度轉(zhuǎn)臺4，將被測大口徑平面鏡5置于高精度轉(zhuǎn)臺4上，高精度轉(zhuǎn)臺4可通過控制與采集計算機(jī)9控制對被測大口徑平面鏡進(jìn)行不同角度的旋轉(zhuǎn)。本發(fā)明的具體工作過程是首先，被測大口徑平面鏡5未放置在高精度轉(zhuǎn)臺4上，將標(biāo)準(zhǔn)球面反射鏡6置于光路中，確保其參考光軸與光路光軸一致。控制與采集計算機(jī)9控制哈特曼波前傳感器8采集圖像，并將此圖象存為“本底”圖像，此操作為絕對檢測。其次，將被測大口徑平面鏡5放置于高精度轉(zhuǎn)臺4上，調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)球面反射鏡6的姿態(tài)，確保其光軸與被測大口徑平面鏡5的光軸一致?？刂婆c采集計算機(jī)9控制高精度轉(zhuǎn)臺4使其從初始位置每間隔θ角度進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，每旋轉(zhuǎn)一個角度調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)球面反射鏡6，使其光軸與被測大口徑平面鏡5的光軸一致，控制與采集計算機(jī)9控制哈特曼波前傳感器8分別在高精度轉(zhuǎn)臺4旋轉(zhuǎn)不同角度下采集圖像。得到被測大口徑平面鏡5不同角度下的測試波前和Zernike多項式系數(shù)為W0?；趉rnike多項式各項之間具有正交性，面形復(fù)原時，用其表示被測大口徑平面鏡5的面形誤差與系統(tǒng)波像差之間的關(guān)系，記為
權(quán)利要求
1.一種大口徑平面鏡面形檢測裝置，其特征在于所述大口徑平面鏡面形檢測裝置包括激光器、吸收體、分光鏡、標(biāo)準(zhǔn)球面反射鏡、探測單元以及控制與采集計算機(jī)；所述分光鏡設(shè)置于激光器的出射光路上，所述分光鏡將入射至分光鏡的入射光分為透射光以及反射光；所述吸收體設(shè)置在經(jīng)分光鏡后的反射光路上；所述標(biāo)準(zhǔn)球面反射鏡設(shè)置在經(jīng)分光鏡后的透射光路上，所述標(biāo)準(zhǔn)球面反射鏡將入射至標(biāo)準(zhǔn)球面反射鏡的入射光反射至分光鏡并由分光鏡反射至探測單元；所述控制與采集計算機(jī)與探測單元相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大口徑平面鏡面形檢測裝置，其特征在于所述探測單元包括準(zhǔn)直透鏡以及哈特曼波前傳感器；所述準(zhǔn)直透鏡將分光鏡反射至探測單元的入射光以平行光輸出；所述哈特曼波前傳感器接收來自準(zhǔn)直透鏡出射的平行光。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的大口徑平面鏡面形檢測裝置，其特征在于所述大口徑平面鏡面形檢測裝置還包括用于對被測大口徑平面鏡進(jìn)行角度調(diào)整的高精度轉(zhuǎn)臺；所述高精度轉(zhuǎn)臺與控制與采集計算機(jī)相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的大口徑平面鏡面形檢測裝置，其特征在于所述激光器是光纖激光器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的大口徑平面鏡面形檢測裝置，其特征在于所述高精度轉(zhuǎn)臺的精度是定位精度為士 1 ；復(fù)位精度為士 1。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種大口徑平面鏡面形檢測裝置，包括激光器、吸收體、分光鏡、標(biāo)準(zhǔn)球面反射鏡、探測單元以及控制與采集計算機(jī)；分光鏡設(shè)置于激光器的出射光路上，分光鏡將入射至分光鏡的入射光分為透射光以及反射光；吸收體設(shè)置在經(jīng)分光鏡后的反射光路上；標(biāo)準(zhǔn)球面反射鏡設(shè)置在經(jīng)分光鏡后的透射光路上，標(biāo)準(zhǔn)球面反射鏡將入射至標(biāo)準(zhǔn)球面反射鏡的入射光反射至分光鏡并由分光鏡反射至探測單元；控制與采集計算機(jī)與探測單元相連。本發(fā)明提出了一種利用光纖激光器與哈特曼波前傳感器來對大口徑平面鏡面形檢測的裝置，解決了大口徑平面鏡面形的測試問題，能夠有效的測試大口徑平面鏡的面形，并很好的保證了測試精度。
文檔編號G01B11/24GK102564340SQ20111043465
公開日2012年7月11日 申請日期2011年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月9日
發(fā)明者李坤, 段亞軒, 趙建科, 陳永權(quán), 龍江波 申請人:中國科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所