[发明专利]一种弯月形透镜干涉检验光路的调整方法

说明书

本发明提供了一种弯月形透镜干涉检验光路的调整方法，调整CGH使激光干涉仪和CGH对准，保持激光干涉仪和CGH的对准状态不变，根据CGH投射在辅助球面的辅助球面十字线的位置，对辅助球面进行调整使得CGH上检测辅助球面的对准区域的条纹调整至零条纹且没有明显的离焦；根据CGH投射出的弯月形透镜十字线，调整弯月形透镜，使CGH上检测弯月形透镜凹面中心附近的对准区域的条纹调整至零条纹且没有明显的离焦。该方法采用同一片CGH实现干涉检验光路中所有元件的基准统一，避免了基准传递过程中导致的误差，各元件调整对准过程均分为粗对准和精对准，调整过程方便、快速，整个调整过程成本低、精度高、通用性好。

技术领域

本发明属于弯月形透镜干涉检验技术领域，具体涉及一种弯月形 透镜干涉检验光路的调整方法。

背景技术

弯月形透镜常被用于望远镜中以实现缩短镜筒长度、增大视场的 目的，是现代大口径望远镜的重要组成光学元件，其制造精度将直接 决定望远镜的综合成像性能。

检测精度将直接决定光学元件的制造精度，在弯月镜的研制过程 中，干涉检验作为一种高精度的检测手段常被用于弯月形透镜的高精 度制造中。然而，由于弯月形透镜的陡度大、在光路中敏感度较高， 干涉检验光路调整难度大，干涉光路的调整效率和精度相对较低，目 前已成为弯月形透镜高精度制造中亟待解决的技术瓶颈。

由于弯月镜干涉检验光路的调整精度要求高，目前，弯月镜的干 涉检验光路调整方法主要分为利用高精度钢尺或标准长度杆测量、商 用激光跟踪仪辅助测量和利用光栅尺或定心仪实现高精度测量三种 方式。利用高精度钢尺测量时，钢尺无法准确测量到补偿元件到弯月 形透镜的距离，且采用人为操作估读的方式，有划伤弯月形透镜表面 的风险且检测精度较低；采用标准长度杆只能测量标准长度的值，无 法针对不同的弯月形透镜的干涉检验光路进行高精度测量，该方法的 通用性不强；利用商用激光跟踪仪直接测量补偿元件到弯月形透镜的 距离时，测量精度最高约为0.02mm，在某些干涉光路高精度调整领域测量精度不够高；利用光栅尺或定心仪可实现干涉检验光路间距的 高精度测量，但光栅尺或定心仪设备较复杂且价格昂贵，普适性较差。

发明内容

本发明为了解决弯月形透镜的干涉检验光路调整的效率低、精度 低的缺陷，提出了一种弯月形透镜干涉检验光路的调整方法，该方法 基于计算全息图(ComputerGenerated Hologram，CGH)，分别设计 CGH与干涉仪对准、与辅助球面对准和与弯月镜的凹球面对准三个 高精度对准区域，可实现弯月形透镜干涉检验光路的快速高精度调整， 满足高精度光学制造的需求，操作过程较简单，测试成本低、通用性 好。为实现上述目的，本发明采用以下具体技术方案：

一种弯月形透镜干涉检验光路的调整方法，包括：

S1、调整激光干涉仪、计算全息图和辅助球面的位置，使计算全 息图投射在辅助球面上的辅助球面十字线位于辅助球面的边缘；

S2、调整辅助球面，将计算全息图上的第一对准区域内的条纹调 整至零条纹，且使辅助球面的离焦量在第一预设值内，确定辅助球面 的位置；

S3、将弯月形透镜的凹球面沿入射光的入射方向置于计算全息图 和辅助球面之间的光轴上，调整弯月形透镜，使计算全息图投射在弯 月形透镜上的弯月形透镜十字线位于弯月形透镜的边缘；

S4、调整弯月形透镜，将计算全息图上的第二对准区域内的条纹 调整至零条纹，且使弯月形透镜的离焦量在第二预设值内。

优选地，步骤S1之前还包括以下步骤：

S0、利用光学设计软件对弯月形透镜干涉检验光路进行设计：

将弯月形透镜的凸面对准辅助球面，使利用辅助球面反射产生的 会聚球面波经过弯月形透镜后会聚于激光干涉仪的焦点；