[发明专利]一种用于低阶像差测量的大量程波前探测装置

权利要求书

1.一种用于低阶像差测量的大量程波前探测装置，其特征在于可用于低阶像差测量的大量程波前探测装置由六孔光阑(1)、六个缩束聚焦透镜组(2)和六个位置灵敏探测器(3)三大部分组成；六孔光阑(1)垂直置于六个缩束聚焦透镜组(2)的正前方即入射光的正入射方向，且使六个圆孔分别与六个缩束聚焦透镜组(2)保持圆心同轴关系，六个缩束聚焦透镜组(2)的轴线相互平行，六个位置灵敏探测器(3)与六个缩束聚焦透镜组保持一一对应的同轴关系，即每个位置灵敏探测器(3)均与其相对应的缩束聚焦透镜组(2)同轴，并分别置于各个缩束聚焦透镜组(2)的焦平面处，精调各位置灵敏探测器(3)的位置与倾斜，使得六个位置灵敏探测器(3)的输出电压均为0，六孔光阑(1)、六个缩束聚焦透镜组(2)和六个位置灵敏探测器(3)均安装在固定支架(4)上，保证六孔光阑(1)、六个缩束聚焦透镜组(2)和六个位置灵敏探测器(3)在安装校准之后能够保持相对位置关系。

2.如权利要求1所述的一种用于低阶像差测量的大量程波前探测装置，其特征在于六孔光阑(1)、六个缩束聚焦透镜组(2)和六个位置灵敏探测器(3)三大部分通过固定支架(4)安装固定后，使用外镜筒(5)进行封装。

3.如权利要求1所述的一种用于低阶像差测量的大量程波前探测装置，其特征在于六孔光阑(1)各圆孔圆心分别位于一个正六边形的六个顶点，且圆孔尺寸相同，光阑直径为D₁，圆孔直径为d₁，正六边形边长为L₁，光阑厚度只要不影响光路传输即可，对于直径为D₀的入射光束而言，六孔光阑尺寸满足以下条件：1)0.8D₀≤D₁≤D₀；2)L₁+d₁/2≤D₁/2；3)L₁/2≤d₁＜L₁。

4.如权利要求1或3所述的一种用于低阶像差测量的大量程波前探测装置，其特征在于六个缩束聚焦透镜组(2)材料和结构均相同，均由三块材料为K9玻璃的透镜组成，并使用内镜筒(10)进行封装；缩束聚焦透镜组(2)按光学结构划分成前镜组和后透镜两个部分：前镜组由一面凸透镜(7)和第一凹透镜(8)组成，凸透镜(7)和第一凹透镜(8)保持同轴，直径相同均为D₂，满足条件D₂≥d₁；后透镜为第二凹透镜(9)，其出射表面为平面，其直径大小为d₂，满足条件d₂≤d₁；凸透镜(7)、第一凹透镜(8)、第二凹透镜(9)的前后表面曲率半径和厚度利用Zemax光学设计软件进行几何结构设计和参数优化，缩束聚焦透镜组(2)系统光学像差Φ<λ/4，且能够实现缩束聚焦透镜组(2)的等效焦距为f的光学聚焦功能，等效焦距f满足f<11L₂，λ为入射光的波长，L₂为六个缩束聚焦透镜组(2)使用内镜筒(10)封装后整体长度。

5.如权利要求4所述的一种用于低阶像差测量的大量程波前探测装置，其特征在于安装时缩束聚焦透镜组(2)利用Zigo干涉仪进行装调。

6.如权利要求1所述的一种用于低阶像差测量的大量程波前探测装置，其特征在于六个位置灵敏探测器(3)的光敏面大小均为L₃×L₃，L₃≥d₂，测量精度为1um，位置灵敏探测器(3)可探测中心波长为λ，d₂为第二凹透镜(9)的直径大小。

7.如权利要求1所述的一种用于低阶像差测量的大量程波前探测装置，其特征在于六个位置灵敏探测器(3)均是两底面为正方形的长方体，长方体两底面边长为L₆，六个位置灵敏探测器(3)的光敏面大小均为L₃×L₃，主要技术指标为：L₆≥L₃≥d₂，测量精度为1um，可探测中心波长为λ；六个位置灵敏探测器(3)分别利用四个六角螺丝安装在固定支架(4)上，保证六个位置灵敏探测器(3)与对应六个缩束聚焦透镜组(2)的一一对应关系。