[发明专利]光学自由曲面的像散补偿型干涉检测装置与检测方法

摘要

本发明公开了一种光学自由曲面的像散补偿型干涉检测装置与检测方法，所述装置包括He‑He激光器、扩束系统、1/2波片、偏振分光棱镜、第一～二1/4波片、标准平面反射镜、移相器、第一汇聚透镜、待测自由曲面、第二汇聚透镜、平面反射镜、偏振片、旋转毛玻璃屏、成像物镜、探测器、显示器、计算机。方法为将待测自由曲面倾斜放置，使检测光束以特定的角度倾斜入射，以补偿待测自由曲面的主要面形误差成分像散，从而减小后续检测光束的发散程度，使探测器上的条纹被分辨；由探测器采集得到一系列移相干涉图，经波面复原算法处理得到待测自由曲面的面形。本发明采用了像散补偿的方法，可以检测一类以像散为主要面形误差成分的光学自由曲面，稳定性高、成本低。

主权项

一种光学自由曲面的像散补偿型干涉检测装置，其特征在于：包括He‑He激光器(1)、扩束系统(2)、1/2波片(3)、偏振分光棱镜(4)、第一1/4波片(5)、第二1/4波片(8)、标准平面反射镜(6)、移相器(7)、第一汇聚透镜(9)、待测自由曲面(10)、第二汇聚透镜(11)、平面反射镜(12)、偏振片(13)、旋转毛玻璃屏(14)、成像物镜(15)、探测器(16)、显示器(17)、计算机(18)；所述He‑Ne激光器(1)发出的线偏振光经扩束系统(2)形成准直光束，然后经过1/2波片(3)后形成P光与S光比例可调的检测光束，该检测光束经过偏振分光棱镜(4)后分为振动方向相互垂直的两束光：S光作为参考光、P光作为测试光，其中P光经第一会聚透镜(9)后形成发散光束投射到待测自由曲面(10)上，产生的反射光经第二会聚透镜(11)准直，然后入射至平面反射镜(12)并沿原路返回；S光投射到标准平面反射镜(6)上然后沿原路返回，移相器(7)位于标准平面反射镜(6)后，通过推动标准平面反射镜(6)使参考光束产生光程差从而获得多幅移相干涉图；参考光路中放置了第一1/4波片(5)、测试光路中放置了第二1/4波片(8)，使得返回至偏振分光棱镜(4)的两束光由出射时的P光变为S光、S光变为P光；偏振分光棱镜(4)出射的参考光与测试光经过偏振片(13)合束后满足干涉条件，并在旋转毛玻璃屏(14)上形成干涉图，旋转毛玻璃屏(14)上的干涉图通过成像物镜(15)成像后，由探测器(16)采集经移相器(7)移相后的多幅干涉图，并且在显示器(17)上显示，最后由计算机(18)处理干涉图。