[发明专利]一种离轴非球面的调整方法

说明书

本发明公开了一种离轴非球面的调整方法。所述离轴非球面的调整方法包括步骤：S1，安装离轴非球面，并在离轴非球面上选择一圆形区域；S2，调整离轴非球面的位置，使圆形区域内的数据能够被检测；S3，平移离轴非球面的位置，并对平移后的位置进行检测，并记录检测结果的zernike系数；S4，建立调整量和zernike系数之间的矩阵方程；S5，解矩阵方程，得到江离轴非球面平移到理想位置所需的调整量；S6，通过所述计算得出的调整量调整离轴非球面。本发明提供的离轴非球面的调整方法具有快速，简单的优点。

技术领域

本发明涉及超高精度非球面面形检测领域，具体涉及一种离轴非球面的调整方法。

背景技术

目前，非球面光学元件在光学系统中得到了广泛应用，非球面光学元件对现代光学加工和检测技术提出了挑战。因为光学制造的精度和效率很大程度上依赖于检测技术，所以高精度原位检测对于非球面以及离轴非球面镜制造有着非常重要的意义。

光学补偿器法是传统的超高精度非球面检测方法。利用补偿器法检测非球面需要将非球面被测面的光轴与补偿器系统的光轴穿轴。

对于同轴非球面，非球面镜子相对于补偿器系统光轴的X、Y方向的偏心，X、Y方向的倾斜与检测结果的zernike系数中的倾斜和慧差相关。因此，可以通过调整非球面X、Y方向的偏心，X、Y方向的倾斜以及距离补偿器的距离从而将非球面检测结果的zernike系数中的倾斜、慧差和离焦项系数调整到0，就可以将非球面调整到理论检测位置，即非球面被测面的光轴与补偿器系统的光轴穿轴。调整机构一般会存在X、Y、Tilt X、Tilt Y等自由度的耦合，并且调整被测非球面的偏心、倾斜均会引起被测结果中Zernike项中的倾斜以及慧差的变化。一般可以建立调整机构中X、Y、Tilt X、Tilt Y等自由度和面形检测结果中Zernike项中的倾斜以及慧差之间的调整关系的矩阵方程，通过解矩阵方程得出调整台X、Y、TiltX、Tilt Y等自由度所需的调整量。对于离轴非球面，由于其一般不是圆形区域，因此不能直接建立调整机构中X、Y、Tilt X、Tilt Y等自由度和面形检测结果中Zernike项中的倾斜以及慧差之间的调整关系的矩阵方程。

发明内容

本发明旨在克服现有技术存在的缺陷，本发明采用以下技术方案：

本发明提供了一种离轴非球面的调整方法。所述离轴非球面的调整方法包括步骤：S1，安装离轴非球面，并在离轴非球面上选择一圆形区域；S2，调整离轴非球面的位置，使圆形区域内的数据能够被检测；

S3，平移离轴非球面的位置，并对平移后的位置进行检测，并记录检测结果的zernike系数；S4，建立调整量和zernike系数之间的矩阵方程；S5，解矩阵方程，得到江离轴非球面平移到理想位置所需的调整量；S6，通过所述计算得出的调整量调整离轴非球面。

在一些实施例中，所述步骤S3，平移离轴非球面的位置，并对平移后的位置进行检测，并记录检测结果的zernike系数具体为：调整被测非球面X方向平移Δx微米，检测被测离轴非球面上被选择的圆形区域，得到检测结果，记录此时的检测结果的zernike系数中的倾斜(z2x′、z3x′)，慧差(z7x′、z8x′)系数；调整被测非球面Y方向平移Δy微米，检测被测离轴非球面上被选择的圆形区域，得到检测结果，记录此时的检测结果的zernike系数中的倾斜(z2y′、z3y′)，慧差(z7y′、z8y′)系数；调整被测非球面Tilt X自由度旋转Δu微弧度，检测被测离轴非球面上被选择的圆形区域，得到检测结果，记录此时的检测结果的zernike系数中的倾斜(z2u′、z3u′)，慧差(z7u′、z8u′)系数；调整被测非球面Tilt Y自由度旋转Δv微弧度，检测被测离轴非球面上被选择的圆形区域，得到检测结果，记录此时的检测结果的zernike系数中的倾斜(z2v′、z3v′)，慧差(z7v′、z8v′)系数。在一些实施例中，所述矩阵方程为：

z2x′×x/Δx+z2y′×y/Δy+z2u′×u/Δu+z2v′×v/Δv＝z2′