[发明专利]后置分光瞳激光差动共焦透镜中心厚度测量方法与装置

权利要求书

1.后置分光瞳激光差动共焦透镜中心厚度测量方法，其特征在于：具体步骤如下：

步骤一、点光源(1)发出的光经分束镜(2)、准直透镜(4)和会聚透镜(5)后形成测量光束照射在被测透镜(6)上；

步骤二、调整被测透镜(6)，使被测透镜(6)与测量光束共光轴，由被测透镜(6)反射回来的光通过会聚透镜(5)和准直透镜(4)后被分束镜(2)反射，被后置光瞳遮挡一半，透过的一半光束则聚焦为测量光斑，进入分光瞳差动共焦探测系统(11)；

步骤三、沿光轴方向移动被测透镜(6)，使测量光束的焦点与被测透镜(6)的前表面顶点位置重合；在该位置扫描被测透镜(6)，由分光瞳差动共焦探测系统(11)得到差动共焦响应曲线，通过差动共焦响应曲线(17)的绝对零点来确定测量光束精确定焦在被测透镜(6)的前表面顶点的位置，并将此时前表面顶点位置记为Z₁；

步骤四、继续沿光轴方向移动被测透镜(6)，使测量光束的焦点与被测透镜(6)的后表面顶点位置重合；在后表面顶点位置扫描被测透镜(6)，由分光瞳差动共焦探测系统(11)得到差动共焦响应曲线(17)，通过差动共焦响应曲线(17)的绝对零点来确定测量光束精确定焦在被测透镜(6)的后表面顶点位置，并将此时后表面顶点位置记为Z₂；

步骤五、根据建立的光线追迹及其补偿模型，得到透镜中心厚度d的计算公式如下：

代入已知参数：测量光束的数值孔径角α₀、被测透镜的前表面曲率半径r₁、空气折射率n₀、被测透镜折射率n和两次定焦位置之间的距离l＝|Z₂-Z₁|，则可计算被测透镜的中心厚度d。

2.根据权利要求1所述的后置分光瞳激光差动共焦透镜中心厚度测量方法，其特征在于：将激光差动共焦技术与光线追迹技术有机融合，建立光线追迹及其补偿模型，进而消除各层析定焦表面参数间的相互影响，进而得出透镜中心厚度的计算公式；公式(2)中，r_N为第N个表面S_N的曲率半径，n_N为第N个表面S_N与第N+1个表面S_N+1之间的材料折射率，d_N-1为第N-1个表面S_N-1与第N个表面S_N之间的轴向间隙，l_N′为S_N顶点到S_N出射线与光轴交点的距离，u_N′为S_N出射光线与光轴的夹角；

根据以上公式可推导得出透镜中心厚度计算的公式(1)，进一步实现透镜中心厚度精确测量。

3.根据权利要求1所述的后置分光瞳激光差动共焦透镜中心厚度测量方法，其特征在于：所述后置光瞳为D形后置光瞳(7)或圆形后置光瞳(30)，实现后置分光瞳激光差动共焦透镜中心厚度测量。

4.根据权利要求1所述的后置分光瞳激光差动共焦透镜中心厚度测量方法，其特征在于：采用环形光瞳(3)对测量光束进行调制，形成环形光束，降低测量元件参数时波像差对测量光束的影响，减少测量误差。

5.根据权利要求1所述的后置分光瞳激光差动共焦透镜中心厚度测量方法，其特征在于：采用差动共焦响应曲线(17)零点附近的测量数据进行线性拟合，通过拟合所得直线的绝对零点来进行快速触发定焦，提升定焦精度、定焦速度和抗散射能力。