[发明专利]一种内焦点式光学系统的自准直检测装置和方法

说明书

本发明公开了一种内焦点式光学系统的自准直检测装置和方法，包括平面干涉仪、高精度球面反射镜、待测内焦点光学系统及计算机装调软件；高精度球面反射镜实现对被测系统的自准直，干涉仪发射出平面波经过检测光路后，反射回来与发射光束形成干涉条纹，通过计算机系统上的干涉数据处理软件将条纹对应的相位数据提取出，从而获得面型信息。本项发明旨在解决现有测量方法中难以检测焦点位于光学系统内部的问题，使基于内焦点式的光学系统具有简单、方便、高精度的检测方法，具有较大的应用价值。

技术领域

本发明属于光学干涉测量技术领域，具体涉及一种内焦点式光学系统的自准直检测装置和方法。

背景技术

近年来，全反射或折反式光学系统越来越多的应用于天文望远镜、环境检测、激光测距、空间遥感等光学系统中，其原因是全反射或折反式光学系统具有口径大，无色差或色差小，精度高，结构紧凑的优点。常见的反射系统或折反式成像于主镜之后，可用干涉仪直接检测系统波像差。为了提高光学系统的聚光能力，提高探测水平，可减少F/#以及口径遮拦比，但当焦点位于两镜之间时，该情况无法进行常规检测。本发明提供了一种内焦点光学系统的自准直检测方法，本项发明旨在解决现有测量方法中难以检测焦点位于光学系统内部的问题，使基于内焦点式的光学系统具有简单、方便、高精度的检测方法。

发明内容

本发明针对现有内焦点式光学系统的难以检测，检测精度和可靠性差的缺点，提供一种简单、方便、高精度的检测方法。

本发明的具体技术解决方案如下：

一种内焦点式光学系统的自准直检测装置，平面干涉仪1设置在待测内焦点式光学系统3的一侧，高精度标准球面反射镜2或玻璃珠4设置在待测内焦点式光学系统3的另一侧，所述平面干涉仪1产生的光线经待测内焦点式光学系统3后，进入高精度标准球面反射镜2或玻璃珠4，光线又由高精度标准球面反射镜2或玻璃珠4反射，形成可分辨的竖直干涉条纹；所述高精度标准球面反射镜2或玻璃珠4设有调节机构。高精度标准球面反射镜2或玻璃珠4的调节机构可以选优现有的技术中的调节机构。

进一步地，所述平面干涉仪1的产生的平面波直径大于待测内焦点式光学系统3的口径；所述平面干涉仪1选用Zygo平面干涉仪。

进一步地，所述高精度球面反射镜2的面型精度大于待待测内焦点式系统3系统中反射镜的精度。

进一步地，所述内焦点式光学系统可为全反射或折反式光学系统。

一种内焦点式光学系统的自准直检测装置方法，该方法包括如下步骤：

步骤一：根据待测光学系统的技术指标要求，设计检测光路，主要为高精度标准球面反射镜2的曲率半径、数值孔径、镀膜要求、加工面型误差，使得检测光路既能检测系统光路的有效口径，又可提供合适的检测空间；如果使用玻璃珠4来实现自准直检测，则需要一个精度很高且直径较小的玻璃珠，同时设计好标准球面反射镜及玻璃珠的调节机构。

步骤二：通过平面干涉仪(1)产生平行光入射到待测系统3。

步骤三：在该系统主镜后放置高精度球面反射镜2实现光学系统的自准直检测，入射参考波前与被测系统的偏移量减小到干涉仪的测量范围，产生一系列可以分辨的竖直干涉条纹，通过安装在计算机上的装调软件把可分辨干涉条纹对于的相位数据提取出来并获得待测内焦点式光学系统的面型信息。

本发明的技术效果如下：

1、本发明提出一种内焦点式光学系统的自准直检测装置和方法，内焦点式光学系统通常为全反射或折反式大相对孔径高能量集中度光学系统，该方法适用于该类光学系统，且检测方法结构简单，适应性强，低成本，装调方法合理可靠，可操作性强；

2、系统检测方法需要设计辅助标准球面镜或玻璃珠光机组件，通过系统光路的调节，实现待测光学系统的自准直检测；

附图说明