[发明专利]用于子孔径拼接的参考平晶前置干涉仪

说明书

技术领域

本发明属于干涉测量技术领域，特别是一种用于子孔径拼接的参考平晶前置干涉仪。

背景技术

随着科技的发展，参考镜面朝着大口径、高精度方向迅速发展，对大口径的镜面检测技术的要求也越来越高。由于大型平面干涉仪的制造周期长、成本高，亦无法移动至大口径镜面装校现场使用，所以利用一般的全口径检验方法已不能满足对大平面镜检测的需求。为了适应大口径镜面面型实时现场测试的需求，利用较小口径干涉仪进行子孔径拼接检测是一个必然的选择。

子孔径拼接利用的是小口径干涉仪，用干涉方法分多次分别检测大口径光学镜面的各个部分（每一部位就是一个子孔径），使这些子孔径完全覆盖整个大光学镜面，且两相邻子孔径之间都有重叠区域。从重叠区域提取出相邻子孔径参考面之间的相对平移和倾斜等信息，并以此将这些子孔径的参考面拼接到同一个参考面上来，从而恢复出全孔径波面的完整面型。

子孔径拼接技术的算法问题已较为成熟，难点在于设计一套简洁、精确、方便的子孔径干涉仪主体移动与控制系统。为满足监视和拼接功能，子孔径拼接干涉仪需要整体的可移动测试与子孔径干涉的稳定性两大要求。前者需要设计一体化、紧凑的整机；后者兼顾干涉腔在两维方向上的精密移动与移动结束后的系统稳定性。系统稳定的目的是保证干涉图的稳定性和测试结果的重复性，其中干涉图的稳定性是测试结果重复性和精度的前提。

在国内，子孔径拼接技术还处于发展阶段，多家单位进行了利用干涉仪的子孔径拼接测试。这些测试子孔径扫描主要采用将被测件进行移动，设计夹装被测件的移动平台，保证平台在大范围移动过程中不偏移、不抖动、不晃动，通过计算机控制步进电机，使被测件在二维调整架上能够沿X、Y方向作精确定位，定位精度为20um，也有三维调整架，可对光学元件的俯仰、左右旋转进行微调，而干涉仪移动相对不方便，且引入误差极大，因此一般不采用。上述方法在实验室的小振动环境下、检测小口径面型的时候比较有效，但是遇到大口径的面型时则无能为力，尤其是本项的目的是对大型激光装置中的光学元件进行现场测试，更是无法使用。南京理工大学在1995年的科研项目“高精度、大孔径移相式数字平面干涉仪”中，在φ250mm口径干涉仪上，曾采用子孔径拼接技术测试了φ500mm光学平面，但该项目干涉仪主机庞大、无法移动，仅能对光学平晶进行测试，无法应用于大型光学组件。

在国外，子孔径拼接技术的原理研究已经相当成熟，但直到目前为止，市场上较成熟子孔径拼接干涉仪只有QED公司的SSI干涉仪，其主要针对于非球面的测量，口径只有200mm，运用光刻机的的高精度底座，能够高精度检测口径200mm以内的平面、球面、适偏离度的非球面，但是，此子孔径拼接干涉仪测量面积小，口径只有200mm，不符合本项目的测量要求，不适合测量不能移动的大型光学组件。

总之，已有的国内外成型的子孔径拼接干涉仪不适宜对大型光学元件进行现场测试。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种灵活、稳定、精确的用于子孔径拼接的参考平晶前置干涉仪。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种用于子孔径拼接的参考平晶前置干涉仪，包括干涉仪本体、第一水平导轨、第二水平导轨、第一垂直导轨、第二垂直导轨、第一配重块滑轨、第二配重块滑轨、水平移动部件、第一反射镜、第二反射镜、第三反射镜、干涉仪框架、水平精密定位装置、垂直移动部件、配重块、垂直精密定位装置；

干涉仪本体固定于干涉仪框架顶部，第一反射镜位于干涉仪本体的出光口，干涉仪框架内部设置第一垂直导轨、第二垂直导轨，垂直移动部件通过滑块在第一垂直导轨、第二垂直导轨上移动，上述垂直移动部件在垂直精密定位装置的带动下移动，该垂直精密定位装置固定在干涉仪框架上，干涉仪框架背部设有配重块，其重量与垂直移动部件相当，该配重块通过干涉仪框架顶部的定滑轮与垂直移动部件相连接，第一配重块导轨和第二配重块导轨分别位于第一垂直导轨和第二垂直导轨两侧，配重块可在配重块导轨上滑动；

垂直移动部件内部设置第二反射镜、水平移动部件、第一水平导轨和第二水平导轨，水平移动部件通过滑块在两个水平导轨上移动，所述水平移动部件在水平精密定位装置的带动下移动，该水平精密定位装置固定在垂直移动部件上；水平移动部件内部设置第三反射镜和参考平晶，参考平晶由二维架定板和二维架动板固定在水平移动部件上，二维架动板在二维精密调整架的带动下对参考平晶进行调整；