[发明专利]一种光学界面面型测量的方法

说明书

本发明涉及一种采用超短脉冲激光对多界面目标体的界面面型进行测量的方法。包括步骤：选择超短脉冲激光光源；超短激光脉冲经光谱滤波后，进入迈克尔逊干涉仪，被分光镜分为两束光，一束光由参考镜反射进入干涉光接收系统作为参考光；另一束则由目标体待测界面反射进入干涉光接收系统作为信号光；调节迈克尔逊干涉仪参考臂长度或测量臂长度，使得参考光只与目标体待测界面反射回来的信号光产生干涉，而不会与目标体的其它界面反射回来的信号光产生干涉，计算机系统根据采集到的双界面干涉条纹得出待测界面的面型。本发明通过利用超短脉冲之间的相干特性，实现对多界面目标体的界面面型测量，是一种新型的测量方法，具有简单、稳定、效率高等特点。

技术领域

本发明属于面型测量领域，具体涉及一种光学界面面型测量的方法。

背景技术

近几十年来，光学技术得到极大的发展，在工业应用、国民经济中发挥越来越重要的作用。在光学领域中，多界面光学元件是一种主要的光学元件，它每个界面的面型对光场传输的相位有重要影响。因此，多界面光学元件面型的测量显得日益重要。

多界面光学元件的面型测量中，常采用干涉测量方法。由于存在多个光学界面，每个光学界面反射回来的光波都会与参考面光波产生干涉，因此条纹采集系统上的干涉条纹由多界面的干涉条纹组成，这给波面复原带来了极大的困难，采用传统的相移算法会产生较大的误差。针对这种情况，常用的方法是在元件后表面涂上凡士林或消光漆等折射率匹配物质实现消除反射光，但是会给光学元件带来污染，且无法消除光学元件内部光学界面的反射。如果采用波长调谐相移法或波长调谐时域傅里叶变换法，则需要采集多副干涉条纹，且算法复杂，存在检测速度低、成本高的缺点。

为了解决上述问题，本发明提出了一种利用超短脉冲激光测量多界面目标体界面面型的方法，该方法相比于消除反射光方法和波长调谐相移法等方法，具有检测速率快、成本低、系统简单可靠的优点。

发明内容

本发明的目的是提供一种多界面目标体的界面面型测量的方法，该方法采用超短脉冲激光做探测光，通过调节参考臂或测量臂的长度，使得参考光只与目标体待测面反射回来的信号光产生干涉，而不会与目标体其它界面反射回来的参考光产生干涉。对干涉条纹进行傅里叶变换得到频谱信息，然后再进行逆傅里叶变换，得出待测界面的面型特征。

本发明涉及一种多界面目标体的界面面型测量的方法，采用超短脉冲激光做探测光，通过调节迈克尔逊干涉仪的参考臂长度或测量臂长度，实现干涉条纹只含有待测界面的面型信息，而不包含目标体其它界面的面型信息。这一特征包括以下步骤：

S101选择超短脉冲激光；

S102激光脉冲通过滤光片，实现光谱滤波；

S103滤波后的激光脉冲进入迈克尔逊干涉仪；

S104通过调节迈克尔逊干涉仪中参考臂长度，获取参考光和待测界面返回的信号光的干涉条纹；

S105根据S104获取的干涉条纹，得出待测光学界面的面型特征。

上述一种光学界面面型测量的方法，其特征在于所述光源为超短脉冲激光，且脉宽短于纳秒，可以由固体激光器、气体激光器、光纤激光器、半导体激光器等输出。

上述一种光学界面面型测量的方法，其特征在于所述滤光片为窄带滤光片。

上述一种光学界面面型测量的方法，其特征在于通过调节参考臂长度或测量臂长度，实现参考光只与目标体待测界面反射回来的信号光产生干涉，而不会与目标体的其它界面反射回来的信号光产生干涉。

上述一种光学界面面型测量的方法，其特征在于所述干涉条纹包含了待测光学界面的面型特征。

上述一种光学界面面型测量的方法，其特征在于所述待测界面面型是根据所采集干涉条纹得出，即对干涉条纹进行傅里叶变换得到频谱信息，然后再进行逆傅里叶变换等操作得出待测界面的面型。