[发明专利]一种激光倍频晶体表面立式测量系统及性能表征方法

权利要求书

1.一种激光倍频晶体表面立式测量系统，其特征在于，包括：

高刚度基板(1)，为正方形平板，用以安装支撑框架(2)和Y向精密电动平移台(3)；

支撑框架(2)，四脚固定在所述高刚度基板(1)的四角，用于安装横梁(11)和控制器模块(10)；

Y向精密电动平移台(3)，固定在所述高刚度基板(1)中心位置，用于承载X向精密电动平移台(4)，并实现Y方向水平移动；

X向精密电动平移台(4)，固定在所述Y向精密电动平移台(3)中心位置，用于安装载物板(5)，并实现X方向水平移动；

载物板(5)，固定在所述X向精密电动平移台(4)中心位置，用于承载晶体安装框(6)；

晶体安装框(6)，设置于载物板(5)上，用于安装和夹持KDP晶体元件(7)；

Z向精密电动平移台(8)，固定在横梁(11)中间位置，用于安装转接板(12)，所述转接板(12)下部安装转向器(13)，所述转向器(13)具有万向头和安装板，用于安装高精度激光位移传感器(9)并灵活调整传感器角度，所述Z向精密电动平移台(8)可沿Z方向带动所述转接板(12)、转向器(13)和高精度激光位移传感器(9)上下移动，用以满足对具有不同厚度的KDP晶体元件(7)的测量需求；

高精度激光位移传感器(9)，用于对测量对象表面上任意一点距测头的相对距离进行精密测量；

控制器模块(10)，包括控制器、计算器、显示屏(14)、控制面板(15)以及数据传输接口，一方面用于实现对所述X向精密电动平移台(4)、Y向精密电动平移台(3)和Z向精密电动平移台(8)的运动控制，通过所述X向精密电动平移台(4)、Y向精密电动平移台(3)的交替运动实现对所述KDP晶体元件(7)通光口径的遍历式测量；另一方面，实现对所述高精度激光位移传感器(9)测量过程的初始设置、实时监控和数据处理。

2.基于权利要求1所述激光倍频晶体表面立式测量系统的表面性能表征方法，其特征在于，在满足5级洁净要求的光学精密测量环境中，具体执行如下步骤：

步骤1：将已经固定在晶体安装框(6)中的KDP晶体元件(7)连同安装框(6)一起摆放在载物板(5)上的标记位置处；

步骤2：调整Z向精密电动平移台(8)高度，随后微调转向器(13)角度，直到高精度激光位移传感器(9)可以捕获到KDP晶体元件(7)表面上点与传感器之间距离的数据；

步骤3：X向精密电动平移台(4)、Y向精密电动平移台(3)移动到坐标原点处；

步骤4：设定高精度激光位移传感器(9)的采样间距；

步骤5：X向精密电动平移台(4)、Y向精密电动平移台(3)交替间续运动，高精度激光位移传感器(9)逐点采集数据，直至遍历KDP晶体元件(7)完整通光口径，获得面形矩阵z；

步骤6：控制器模块(10)中的计算器根据测得的面形矩阵z逐步求解得到表征KDP晶体元件(7)全通光口径相位梯度大小的均方根梯度(GRMS)值；

步骤7：GRMS值的计算结果显示在控制器模块(10)的显示屏(14)上，测得的面形矩阵z以及GRMS计算结果都通过控制器模块(10)中的数据传输接口导出。