[发明专利]光学元件旋转定位夹具及旋转定位方法

权利要求书

1.一种用于绝对检验的光学元件旋转定位夹具，其特征在于由旋转定位标记板(101)、旋转台(102)和二维偏心调节台(103)组成，所述的二维偏心调节台(103)具有一个供所述的旋转台(102)安装的凹形圆盘和在该凹形圆盘的两个相互垂直的方向设有两个调节旋钮(103A、103B)，所述的旋转台(102)具有供被测光学元件(2)安装的筒形槽口，该筒形槽口的边口具有内螺纹，所述的旋转定位标记板(101)通过其外螺纹旋入所述的旋转台(102)筒形槽口的内螺纹，所述旋转台(102)的旋转轴通过所述旋转定位标记板(101)的中心。

2.根据权利要求1所述的光学元件旋转定位夹具，其特征在于所述旋转台(102)与所述二维偏心调节台(103)具有相对旋转的自由度，但在与旋转轴垂直的平面内无相对二维运动。

3.根据权利要求1所述的光学元件旋转定位夹具，其特征在于所述的旋转定位标记板(101)由通光区(101-TR)和标记区(101-MR)两部分组成；所述的通光区是指光能无干扰地通过的区域；所述的标记区(101-MR)具有至少3个旋转定位标记。

4.根据权利要求3所述的光学元件旋转定位夹具，其特征在于，所述的旋转定位标记是圆形、三角形，或矩形的透光或不透光特征标记；圆形特征标记的圆心位置，三角形特征标记的顶点位置，矩形特征标记的中心位置等特征点位置称为旋转定位标记的位置；所有旋转定位标记的位置都在以旋转定位标记板的中心为圆心的圆上。

5.根据权利要求1或2所述的光学元件旋转定位夹具，其特征在于所述的旋转台(102)外周与所述的二维偏心调节台(103)的相邻位置具有旋转刻度，用来确定旋转角度。

6.利用所述旋转定位夹具对被测光学元件进行旋转定位的方法，其特征在于包括下列步骤：

①安装被测光学元件：

将被测光学元件(2)安装在所述旋转台(102)的筒形槽内，使被测光学元件的被测面朝外，并与所述的旋转台的旋转轴垂直，然后将所述的旋转定位标记板(101)的外螺纹旋入旋转台(102)筒形槽口的内螺纹并压在所述的被测光学元件(2)上锁定；

②装校旋转定位夹具：

将所述的旋转定位夹具(1)安装在绝对检验干涉测量系统(3)的出瞳前方，调节所述旋转定位夹具(1)使被测光学元件(2)的被测面在绝对检验干涉测量系统中清晰成像；

③确定原始旋转定位标记板的中心：

由干涉测量系统(3)出射的探测光经被测光学元件(2)的被测面反射的反射光与干涉测量系统中的参考光干涉，形成干涉图样，利用干涉测量系统中CCD探测器采集所述的干涉图样，通过干涉测量系统进行图像处理，识别至少3个旋转定位标记的位置坐标(x_i，y_i)，其中i＝1，2，3，...，m，m为旋转定位标记的数量；所述的旋转定位标记的位置都在以旋转定位标记板的中心为圆心的圆上，由所获得的旋转定位标记的位置坐标通过下列最小二乘拟合，得到旋转定位标记板的中心坐标(x_c，y_c)：

xc=Σi=1m-1bi2·Σi=1m-1aici-Σi=1m-1bici·Σi=1m-1aibiΣi=1m-1ai2·Σi=1m-1bi2-(Σi=1m-1aibi)2yc=Σi=1m-1ai2·Σi=1m-1bici-Σi=1m-1aici·Σi=1m-1aibiΣi=1m-1ai2·Σi=1m-1bi2-(Σi=1m-1aibi)2]]>

其中，

ai=2(xi+1-xi)bi=2(yi+1-yi)ci=xi+12+yi+12-xi2-yi2(i=1,2,...,m-1)]]>

④旋转台旋转后，确定旋转定位标记板的中心：

根据采取的绝对检验方法，调节旋转台，使被测光学元件旋转一个角度，上述重复步骤③，计算旋转后的定位标记板的中心坐标(x_rc，y_rc)；

⑤偏心量计算

计算旋转台的旋转定位中心的偏心量x_s，y_s：x_s＝x_c-x_rc，y_s＝y_c-y_rc；

⑥旋转台旋转定位中心的偏心量补偿调节

根据计算得到偏心量x_s，y_s，调节所述的二维偏心调节台的调节旋钮，调节量分别为x_s，y_s，使所述的旋转台的旋转定位中心的偏心得到补偿。