[发明专利]旋转平移绝对检测法中确定光学元件中心的装置及方法

说明书

旋转平移绝对检测法中确定光学元件中心的装置及方法，涉及高精度球面面形检测加工领域。该方法为以光学元件外圆为中心做4个标记点；调节光学元件使干涉仪条纹为零条纹；当转台在0度位置时检测光学元件，记录4个标记点的像素位置坐标得到光学元件中心的像素位置坐标(X1，Y1)；旋转转台在0度、90度、180度、270度位置检测光学元件记录4个角度位置下任一标记点的像素位置坐标，得到光学元件被检区域中心的像素位置坐标(X2，Y2)；光学元件外圆中心与被检测区域中心偏离的像素数为(X1‑X2，Y1‑Y2)，用调整机构在X，Y方向上分别共心平移光学元件，使得光学元件被检测区域中心与光学元件中心重合。本发明快速、结构和过程简单、成本低、精度高。

技术领域

本发明属于高精度球面面形检测加工技术领域，具体涉及一种旋转平移绝对检测法中确定光学元件中心的装置及方法。

背景技术

目前，各种光学系统对光学元件面形精度的要求越来越高，光学元件制造的精度和效率很大程度上依赖于检测技术，因此高精度检测对于光学元件制造有着重大的意义。

旋转平移绝对检测法是提高光学元件面形检测精度的一种常用的方法。1999年，日本的Nikon公司报道了基于旋转平移的光学球面绝对检测技术原理与实验装置，2001年，德国的Carl Zeiss公司在自制的斐索型干涉仪上运用该技术实现了光学球面的绝对检测，检测精度达到了0.15nm RMS(Bernd D，Gunther S.Interferometric testing of opticalsurfaces at its current limit[J]，Optik，2001，112(9):392-398)。相比于现有的双球面绝对检测法，旋转平移绝对检测法无需猫眼位置的精确判断，并在检测凸球面时能够体现出短干涉腔测量的优势，且这种旋转平移绝对检测法可用于光学平面的绝对检测，通用性较强。

在利用旋转平移绝对检测法检测光学元件时，由于被检光学元件为球面，球面的中心不唯一，因此一般情况下检测的区域并不是光学元件的中心区域，这样加工的区域也必然不是光学元件的中心区域，这为后面的光学元件装调产生了诸多不利的影响。

发明内容

为了解决在利用旋转平移绝对检测法检测光学元件时存在的所检测的区域并不是光学元件的中心区域，从而对光学元件装调产生诸多不利影响的问题，本发明提供一种旋转平移绝对检测法中确定光学元件中心的装置及方法。

本发明为解决技术问题所采用的技术方案如下：

本发明的旋转平移绝对检测法中确定光学元件中心的装置，包括：干涉仪、安装在干涉仪下端的透射球面波系统、调整机构、安装在调整机构上的转台、安装在转台上的检测支撑平台、安装在检测支撑平台上的被检光学元件；通过旋转转台使被检光学元件位于不同角度的检测位置，通过调整机构调整被检光学元件的倾斜、偏心及离焦，从而使被检光学元件在不同角度的检测位置下干涉条纹均为零条纹。

进一步的，所述干涉仪发出的光经透射球面波系统后形成理想的球面波入射到被检光学元件表面，被检光学元件将该理想的球面波反射回干涉仪中，并在干涉仪的CCD上形成干涉条纹。

进一步的，所述调整机构为电动或手动的五自由度调整机构。

进一步的，所述被检光学元件为凸球面镜或凹球面镜。

本发明还提供了一种旋转平移绝对检测法中确定光学元件中心的方法，包括以下步骤：

步骤一、在被检光学元件表面以被检光学元件外圆为中心做4个标记点A、B、C、D；

步骤二、将被检光学元件安装在检测支撑平台上，通过调节调整机构调整被检光学元件的空间位置，使得转台在旋转过程中，干涉仪的CCD上的干涉条纹为零条纹；