[发明专利]基于多波前透镜补偿器的非球面绝对测量系统

权利要求书

1.基于多波前透镜补偿器的非球面绝对测量系统，其特征在于：包括相移干涉仪(1)、标准镜头(2)、由至少2个以上光学元件或元件组(3，4)构成的多波前透镜补偿器(5)、电控调整装置(6)、安装在六维调整架上的被测非球面光学元件(8)、六维调整架(9)、电控平移台(10)和计算机控制及数据处理系统(12)；通过计算机控制及数据处理系统(12)控制安装在电控调整装置(6)上的多波前透镜补偿器(5)各个光学元件或元件组(3，4)之间的间隔，使得相移干涉仪(1)经过标准镜头(2)出射的测试光通过多波前透镜补偿器(5)后在光轴方向二个不同位置产生与被测非球面光学元件(8)匹配的非球面测试波前，通过六维调整架(9)对被测非球面光学元件(8)在第一个轴向位置多次旋转不同角度，由相移干涉仪(1)进行测量，然后通过计算机控制控制及数据处理系统(12)控制电控平移台(10)使得安装在六维调整架(9)上的被测非球面光学元件(8)沿着光轴方向移动到另一个与透镜补偿器(5)出射非球面波前相匹配的位置并旋转不同角度，由相移干涉仪(1)进行多次干涉测量，最后对上述多次干涉测量结果由计算机控制及数据处理系统(12)进行数据处理分离出被测非球面光学元件面形误差信息，实现绝对测量。

2.根据权利要求1所述的基于多波前透镜补偿器的非球面绝对测量系统，其特征在于：所述多波前透镜补偿器(5)中光学元件的PV＜1/10波长，rms＜1/50波长，所述波长为632.8nm。

3.根据权利要求1所述的基于多波前透镜补偿器的非球面绝对测量系统，其特征在于：多波前透镜补偿器(5)可采用零透镜补偿器，即标准镜头(2)出射的测试波前通过透镜补偿器后转换为与被测非球面光学元件(8)理论形状相匹配的测试波前；所述多波前透镜补偿器(5)也可以采用部分补偿器，即标准镜头(2)出射的测试波前通过透镜补偿器后转换为与被测非球面光学元件(8)理论面形相接近的测试波前，与理论面形的残余波像差所导致的较高密度干涉图可以被相移干涉仪(1)完全分辨，该残余波像差通过光学设计软件仿真和数据处理方法去除。

4.根据权利要求1所述的基于多波前透镜补偿器的非球面绝对测量系统，其特征在于：所述多波前透镜补偿器(5)根据被测非球面光学元件(8)参数设计，可检测凸非球面光学元件，也可检测凹非球面光学元件。

5.根据权利要求1或2所述的基于多波前透镜补偿器的非球面绝对测量系统，其特征在于：所述多波前透镜补偿器(5)中所有光学元件面形误差采用至少两种以上球面绝对测量法进行标定；所述球面绝对测量法为随机球法、三位置法或平移旋转法。

6.根据权利要求1或2所述的基于多波前透镜补偿器的非球面绝对测量系统，其特征在于：所述多波前透镜补偿器(5)中各个光学元件的光学材料均匀性、曲率半径、中心厚度分别由相移干涉仪、曲率半径干涉仪和中心厚度测量仪准确测量。

7.根据权利要求1所述的基于多波前透镜补偿器的非球面绝对测量系统，其特征在于：所述标准镜头(2)为平面标准镜头或球面标准镜头。

8.根据权利要求1所述的基于多波前透镜补偿器的非球面绝对测量系统，其特征在于：所述六维调整架(9)通过电控或手动调整，它由自定中心镜架(91)、绕光轴中心360度旋转转台(92)、二维倾斜调整架(93))和三维平移台(94)组成，安装在绕光轴中心360度旋转转台(92)上的自定中心镜架(91)用于装卡被测非球面光学元件(8)，旋转转台(92)后面分别安装二维倾斜调整架(93)和三维平移台(94)。

9.根据权利要求1所述的基于多波前透镜补偿器的非球面绝对测量系统，其特征在于：由六维调整架(9)装卡的被测非球面光学元件(8)由计算机控制及数据处理系统(12)通过电控平台驱动器(11)对电控平移台(10)在光轴方向移动，被测非球面光学元件(8)移动位置与多波前透镜补偿器(5)所出射的测试波前相匹配。

10.根据权利要求1所述的基于多波前透镜补偿器的非球面绝对测量系统，其特征在于：所述多波前透镜补偿器(5)在光轴方向不同位置产生与被测非球面光学元件(8)相匹配的测试波前时，由标准镜头(2)出射的测试光在多波前透镜补偿器(5)中所走光路不同，将产生一定的回程误差，根据准确检测的多波前透镜补偿器(5)各个光学元件基本参数，对回程误差进行仿真分析，通过计算机控制及数据处理系统(12)对两个不同轴向测量位置和采用部分补偿器所产生的回程误差影响予以去除。