[发明专利]差动共焦系统球差测量方法

权利要求书

1.差动共焦系统球差测量方法，其特征在于：

(a)打开点光源，其发出的光经分光镜、准直透镜、环形光瞳和被测系统后照射在平面反射镜上，由平面反射镜的表面反射，反射回来的光经被测系统、环形光瞳和准直透镜后由分光镜反射进入差动共焦测量系统；

(b)调整被测系统，使其与准直透镜共光轴，准直透镜将点光源产生的光准直成平行光，平行光通过环形光瞳后形成环形光束照射在被测系统上，由被测系统会聚形成测量光束照射在平面反射镜上，调整平面反射镜，使其与准直透镜共光轴；

(c)沿光轴方向移动平面反射镜，使测量光束的聚焦焦点与平面反射镜表面接近，在该位置附近扫描平面反射镜，由差动共焦测量系统测得差动共焦响应曲线，通过差动共焦响应曲线的零点来确定测量光束的焦点与平面反射镜的表面相重合，进而精确确定该环形光瞳对应的测量光束的聚焦焦点位置；

(d)当环形光瞳的内环半径r_a＝0时，环形光瞳简化为圆形光瞳，用圆形光瞳作用于被测系统，测得被测系统的近轴光束聚焦焦点位置z₀；

(e)更换具有不同通光高度的环形光瞳，测得当环形光瞳的通光高度为h₁～h_n时测量光束的聚焦焦点位置z₁～z_n，则被测系统在通光高度为h₁～h_n时，对应的球差分别为：

δL_n′＝z_n-z₀。

2.根据权利要求1所述的差动共焦系统球差测量方法，其特征在于：为了全面而又概括地表示出被测系统在不同通光高度下的球差，取若干个具有代表性的归一化通光高度时的被测系统球差来描述整个光束的结构。

3.根据权利要求1所述的差动共焦系统球差测量方法，其特征在于：将环形光瞳替换为振幅型空间光调制器，通过振幅型空间光调制器将平行光束调制为具有一定通光高度的环形光束，提高了环形光束的切换速度及测量系统的自动化程度。

4.根据权利要求1所述的差动共焦系统球差测量方法，其特征在于：在测量光束中增加焦深压缩光学系统，使其与差动共焦测量系统配合工作，提高定焦灵敏度。

5.根据权利要求1所述的差动共焦系统球差测量方法，其特征在于：对点光源发出的光进行光强调制，由差动共焦测量系统中的光强传感器探测得到受调制的差动共焦响应信号，将该调制信号解调后得到差动共焦响应曲线，从而提高系统的抗环境干扰能力。