[发明专利]白光干涉透镜中心厚度测量系统及方法

摘要

本发明公开了一种白光干涉透镜中心厚度测量系统及方法，属于光学精密测量技术领域。解决了现有透镜中心厚度测量装置测量精度低、测量动态范围小的技术问题。本发明的白光干涉透镜中心厚度测量系统，包括超连续谱光源、光电探测器、1:1光纤耦合器、测量臂、参考臂、第一光纤、第二光纤和数据处理单元；其中，测量臂包括第三光纤和调焦镜，参考臂包括第四光纤、自聚焦透镜、扫描角反射镜、平面反射镜、位移机构和测长干涉仪系统。该系统精度可以达到0.2μm(3σ)，动态范围可以达到1.5m。

主权项

白光干涉透镜中心厚度测量系统，其特征在于，包括超连续谱光源(1)、光电探测器(2)、1:1光纤耦合器(3)、测量臂(4)、参考臂(5)、第一光纤(6)、第二光纤(7)和数据处理单元；所述测量臂(4)包括第三光纤(8)和调焦镜(10)；所述参考臂(5)包括第四光纤(9)、自聚焦透镜(12)、扫描角反射镜(13)、平面反射镜(14)、位移机构(15)和测长干涉仪系统(16)；所述调焦镜(10)和被测透镜(11)同光轴；所述位移机构(15)包括位移导轨(152)和可以在位移导轨(152)上作扫描运动的移动支架(151)，所述扫描角反射镜(13)固定在移动支架(151)的一侧，所述测长干涉仪系统(16)的扫描角反射镜(161)固定在移动支架(151)的另一侧，扫描角反射镜(13)的光轴与测长干涉仪系统(16)的光轴平行，移动支架(151)沿扫描角反射镜(13)的光轴方向运动，测长干涉仪系统(16)测量移动支架(151)的位移量，并将位移量传输至数据处理单元；所述超连续谱光源(1)发射的光经第一光纤(6)传输至1:1光纤耦合器(3)，分成两束，一束经第三光纤(8)入射调焦镜(10)，然后经调焦镜(10)入射被测透镜(11)，再经被测透镜(11)的前后表面依次反射后，沿原路返回1:1光纤耦合器(3)，另一束经第四光纤(9)入射自聚焦透镜(12)，然后经自聚焦透镜(12)入射扫描角反射镜(13)，再经扫描角反射镜(13)反射至平面反射镜(14)，又经平面反射镜(14)反射后沿原路返回1:1光纤耦合器(3)，测量臂(4)的出射光和参考臂(5)的出射光经1:1光纤耦合器(3)耦合进入第二光纤(7)并产生干涉光信号，光电探测器(2)接收来自第二光纤(7)的干涉光信号，并将干涉光信号转换成电信号后传输至数据处理单元，数据处理单元对干涉光信号进行处理，结合接收的测长干涉仪系统(16)测量的移动支架(151)的位移量，得到极大干涉光信号中心位置对应的移动支架(151)的位移量，并根据该位移量计算被测透镜(11)的中心厚度；所述自聚焦透镜(12)入射扫描角反射镜(13)的光路和扫描角反射镜(13)入射平面反射镜(14)的光路平行。