[发明专利]后置分光瞳激光差动共焦透镜折射率测量方法与装置

摘要

本发明涉及后置分光瞳激光差动共焦透镜折射率测量方法与装置，属于光学精密测量技术领域。本方法利用后置光瞳遮挡一半测量光束，利用差动共焦响应曲线的绝对零点分别对被测透镜的前、后表面顶点进行精确定焦，通过光线追迹及其补偿模型求得折射率。本发明首次将后置分光瞳激光差动共焦技术用于透镜折射率的高精度检测，仅用一路探测器即可实现差动共焦定焦及透镜折射率测量，将激光差动共焦技术与光线追迹技术有机融合，建立光线追迹及其补偿模型以消除各定焦表面参数之间的影响，并通过线性拟合绝对零点附近的数据实现快速触发定焦。系统结构及装调过程大大简化，避免了更换被测镜可能导致的定焦精度下降，测量速度、精度及抗散射能力大大提升。

主权项

1.后置分光瞳激光差动共焦透镜折射率测量方法，其特征在于：具体步骤如下：步骤一、点光源(1)发出的光经分束镜(2)、准直透镜(4)和会聚透镜(5)后形成测量光束照射在被测透镜(6)上；步骤二、调整被测透镜(6)，使被测透镜(6)与测量光束共光轴，由被测透镜(6)反射回来的光通过会聚透镜(5)和准直透镜(4)后被分束镜(2)反射，被后置光瞳遮挡一半，透过的一半光束则聚焦为测量光斑，进入分光瞳差动共焦探测系统(11)；步骤三、沿光轴方向移动被测透镜(6)，使测量光束的焦点与被测透镜(6)的前表面顶点位置重合；在该位置扫描被测透镜(6)，由分光瞳差动共焦探测系统(11)得到差动共焦响应曲线(17)，通过差动共焦响应曲线(17)的绝对零点来确定测量光束精确定焦在被测透镜(6)的前表面顶点的位置，并将此时前表面顶点位置记为Z1；步骤四、继续沿光轴方向移动被测透镜(6)，使测量光束的焦点与被测透镜(6)的后表面顶点位置重合；在后表面顶点位置扫描被测透镜(6)，由分光瞳差动共焦探测系统(11)得到差动共焦响应曲线(17)，通过差动共焦响应曲线(17)的绝对零点来确定测量光束精确定焦在被测透镜(6)的后表面顶点位置，并将此时后表面顶点位置记为Z2；步骤五、根据建立的光线追迹及其补偿模型，得到透镜折射率n满足以下公式：代入已知参数：测量光束的数值孔径角α1、被测透镜的前表面曲率半径r1、空气折射率nair、被测透镜中心厚度t和两次定焦位置之间的距离d1＝|Z2‑Z1|，即可计算得出被测透镜的折射率n。