[发明专利]一种高精度外直角测量的方法

说明书

本发明提供一种高精度外直角测量的方法，包括以下步骤：通过两台光轴相互垂直的自准直仪搭建光路，得到出射光和被反射之后接收到的光之间的偏角，该偏角被分离成X方向和Y方向两个方向上的分量；利用干涉仪测量空心直角棱镜的直角精度，进行标准的标定；在X方向和Y方向两个维度上分别调节两自准直仪，令自准直仪读数的X和Y两个维度上均显示为零，固定自准直仪；用待测光学元件取代标定用的空心直角棱镜，摆放在两自准直仪光轴相交的位置进行测量。本发明提供的一种高精度外直角测量的方法，利用两台高精度的自准直搭建光路，辅助以一个静密的多维调节机构，用激光干涉仪的测量作为标定的标准，实现对待测元件的外直角的高精度测量。

技术领域

本发明涉及光学测量领域，更具体的，涉及一种高精度外直角测量的方法。

背景技术

直角精度的测量是评价很多光学元件性能的关键，包括角锥棱镜、直角棱镜、保罗棱镜、五角棱镜等等。直角精度一般定义为离开绝对的90度的偏差量。通常来说，这些光学元件的直角精度可以通过内角内测量得到，此时测量光束会通过光学元件材料内部，这种情形下，光学元件内部的材料不均匀性会导致光的色散，继而给直角的测量带来额外的误差。此外，有时光学元件的表面因为一些功能上的需要，已经被镀上了反射膜，测量光束难以直接入射到其内部。

外部测量角度的方法分为接触式测量和非接触式测量；接触式测量过程中，容易破坏待测的光学元件，而通过非接触式测量，存在测量精度不高的同时，由于辅助元件精度引入误差，进一步影响最终测量精度。

发明内容

本发明为克服上述现有技术对于外角测量的方案中存在容易破坏待测的光学元件、测量精度低且辅助元件容易引入误差的技术缺陷，提供一种高精度外直角测量的方法。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种高精度外直角测量的方法，包括以下步骤：

S1：通过两台光轴相互垂直的自准直仪搭建光路，每台自准直仪可以得到各自得到出射光和被反射之后接收到的光之间的偏角，两个偏角被分离成X方向和Y方向两个方向上的分量；

S2：利用干涉仪测量空心直角棱镜的直角精度，进行标准的标定；

S3：在X方向和Y方向两个维度上分别调节两自准直仪，令自准直仪读数的X和Y两个维度上均显示为零，固定自准直仪；

S4：用待测光学元件取代标定用的空心直角棱镜，摆放在两自准直仪光轴相交的位置进行测量。

其中，在所述步骤S2中，所述干涉仪为ZYGO激光干涉仪。

其中，在所述步骤S2中，选取的空心直角棱镜精度优于30角秒。

其中，用垂直度误差Δ₀表示标定空心直角棱镜的误差；所述步骤S4X方向上读数为A_bx，则待测元件的直角精度Δ_c为：Δ_c＝A_bx-Δ₀。

与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：

本发明提供的一种高精度外直角测量的方法，利用两台高精度的自准直搭建光路，辅助以一个精密的多维调节机构，用ZYGO激光干涉仪的测量作为标定的标准，实现对待测元件的外直角的高精度测量。

附图说明

图1为本发明方法流程图。

图2为光路搭建示意图。

图3为标定过程示意图。

图4为本发明测量结果与ZYGO测量结果对比图。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；