[发明专利]一种超大口径平面或球面光学干涉测试装置

说明书

本发明涉及光学系统测量领域，公开了一种超大口径平面或球面光学干涉测试装置，所述装置包括激光光源组件、扩束组件、超大口径平面干涉测试组件、球面干涉测试组件、成像组件、测试对准组件和光路切换组件。本发明的干涉测试装置能够实现Φ20mm～800mm口径范围的所有口径平面光学元件反射面形、透射面形、光材料折射率均匀性等参数干涉测试分析，同时兼顾实现Φ20mm～800mm口径球面元件面形检测、光学系统综合波前检测。本发明的干涉测试装置最大可测试口径达到Φ800mm，装置物方分辨率小于0.4mm，系统测试精度PV值小于53nm，RMS值小于6nm。

技术领域

本发明涉及光学系统测量技术领域，具体涉及一种超大口径平面或球面光学干涉测试装置。

背景技术

干涉测试装置在光学元件反射面形检测、透射面形检测、光学材料质量分析以及光学系统评价等领域均有广泛应用。随着精密光学元件加工工艺技术的迅速发展，采用干涉测试装置代替传统的对样板、看刀口等检测方法成为未来光学元件面形检测的必然发展趋势。随着大口径光学领域的发展，近年来对于大口径高精度面形干涉检测的研究与工程化正成为光学检测领域的重点课题之一。

采用干涉测试装置进行光学检测具有非接触、可分析、操作便捷等特点，但是由于光学元件的种类、大小等千差万别，干涉测试装置不可能通用于所有光学元件的检测。而对于平面光学元件的面形等参数的检测分析主要受到干涉测试口径的限制，国内外从上世纪80年代就开始开展Φ150mm口径以下的干涉检测研究，也形成了以下几种固定口径如Φ30mm、Φ60mm、Φ100mm、Φ150mm等干涉测试装置。但是对于再大口径的相关研究，一直到2000年以后才逐步出现Φ300mm口径干涉检测装置以及Φ600mm口径的大口径干涉仪检测装置。目前，对于达到Φ800mm超大口径的光学元件/系统干涉测试装置，尤其是高物方分辨率的超大口径干涉测试装置更是空白。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的问题和不足，本发明提供了一种针对超大口径光学元件面形的移相干涉测试装置，本装置能够实现Φ20mm～800mm口径范围的所有光学元件反射面形、透射面形、光材料折射率均匀性等参数干涉测试分析。

为了实现上述发明目的，本发明的技术方案如下：

一种超大口径平面或球面光学干涉测试装置，包括：激光光源组件、扩束组件、超大口径平面干涉测试组件、球面干涉测试组件、成像组件、测试对准组件和光路切换组件；其中，

所述激光光源组件包括波长调谐激光器，沿波长调谐激光器的输出光束方向依次设置有第一反射镜、聚焦透镜和第一分光棱镜，第一分光棱镜将输出的激光光束分为透射光和反射光，沿透射光方向为成像组件，沿反射光反向依次设置有第二反射镜和第二分光棱镜；

所述成像组件包括沿第一分光棱镜透射光方向依次设置的干涉成像镜头和CCD相机；

所述测试对准组件设置在第二分光棱镜的透射光方向上，包括沿光路方向依次设置的毛玻片、对准成像镜头和CMOS相机；

所述光路切换组件设置在第二分光棱镜的反射光方向上，包括切换反射镜，切换反射镜用于进行大口径平面干涉测试光路和球面干涉测试光路之间的光路切换；

所述扩束组件设置在大口径平面干涉测试光路上，包括沿光路方向依次设置的扩束镜和Φ800mm口径准直物镜，所述扩束镜和Φ800mm口径准直物镜之间的光路上还设置有第三反射镜和第四反射镜；

所述超大口径平面干涉测试组件设置在Φ800mm口径准直物镜的后方，包括沿光路方向依次设置的Φ800mm口径透射标准镜和第一被测元件；

所述球面干涉测试组件设置在球面干涉测试光路上，包括沿光路方向依次设置的球面透射镜头和第二被测元件，第二被测元件的下方设置有光栅尺。