[发明专利]大数值孔径移相式双针孔衍射干涉仪及其测试方法

摘要

本发明涉及一种大数值孔径移相式双针孔衍射干涉仪及其测试方法，该衍射干涉仪包括：测试基准光路，测试光路，针孔基板；所述针孔基板上设有测试针孔和测试基准针孔；在所述测试针孔发出的衍射波前经所述针孔基板附近的被测试光学元部件反射后会聚到测试基准针孔附近，其波前中带有被测试光学元部件的面形信息，其经过针孔基板反射后与由测试基准针孔发出的衍射波前干涉形成干涉条纹。本发明的大数值孔径移相式双针孔衍射干涉仪采用双针孔基板和双光路会聚照明形式实现测试光路与基准光路的分离，防止两光路的相互干扰导致移相式过程中的干涉图像状态改变；通过小视场干涉图光学成像系统避开了测试光路对图像的影响，实现移相方式的大数值孔径测试。

主权项

1.一种大数值孔径移相式双针孔衍射干涉仪的测试方法，所述大数值孔径移相式双针孔衍射干涉仪包括：测试基准光路(21)，测试光路(22)，针孔基板(14)；所述针孔基板(14)上设有测试针孔(24)和测试基准针孔(23)；在所述测试光路(22)上激光光源发出的激光可依次经过测试激光扩束系统(11)和测试激光会聚系统(13)后，照明针孔基板(14)上的测试针孔(24)；在所述测试基准光路(21)上激光光源发出的激光依次经过测试基准激光扩束系统(6)，光楔移相机构(7)和测试基准激光会聚系统(10)后，照明针孔基板(14)上的测试基准针孔(23)；在所述测试针孔(24)发出的衍射波前经所述针孔基板(14)附近的被测试光学元部件(19)反射后会聚到测试基准针孔(23)附近，其波前中带有被测试光学元部件(19)的面形信息，其经过针孔基板(14)反射后与由测试基准针孔(23)发出的衍射波前干涉形成干涉条纹；根据形成的所述干涉条纹可以得到干涉图像；可通过光楔移相机构(7)获得多幅移相干涉图；经过对多幅移相干涉图的图像信息分析可高精度获得被测试光学元部件(19)的面形误差；所述大数值孔径移相式双针孔衍射干涉仪中还设有：调试观察光学成像系统(15)，星点图像光电采集系统(16)，小视场干涉图光学成像系统(17)，干涉图光电采集系统(18)；用来安装被测试光学元部件(19)的被测试光学元部件方位调试机构(20)；激光光源包括工作用激光光源(1)和调试用激光光源(2)，所述工作用激光光源(1)和调试用激光光源(2)处设有折反透分光棱镜(3)；其特征在于，该测试方法包括以下步骤：i、接通电源，使得工作用激光光源(1)和调试用激光光源(2)开始出射光并稳定；ii、在针孔基板(14)附近安装被测试光学元部件(19)；iii、打开调试用激光光源(2)，使其发出的光经折反透分光棱镜(3)进入干涉仪系统中；iv、使调试观察光学成像系统(15)和星点图像光电采集系统(16)对准测试基准光路，通过观察星点图像光电采集系统(16)的星点图像，调整被测试光学元部件方位调试机构(20)使被测试光学元部件(19)位置变动，使由测试针孔(24)发出的衍射光通过被测试光学元部件(19)后反射回来会聚光点落在针孔基板(14)上并在测试基准针孔(23)附近；v、关闭调试用激光光源(2)，打开工作用激光光源(1)，使激光经折反透分光棱镜(3)进入干涉仪系统中，形成测试基准光路(21)和测试光路(22)；vi、将调试观察光学成像系统(15)和星点图像光电采集系统(16)移出光路，并使小视场干涉图光学成像系统(17)和干涉图光电采集系统(18)对准测试基准光路(21)，由测试基准针孔(23)衍射的基准光波与由被测试光学元部件(19)反射回来会聚到测试基准针孔(23)附近的测试光波发生干涉；viii、控制光楔移相机构(7)和小视场干涉图光学成像系统(17)、干涉图光电采集系统(18)的配合，实现对多幅移相干涉图的采集；ix、通过移相干涉图处理软件实现对被测试光学元部件(19)的光学波前高精度测试。