[发明专利]一种基于液体浮力的光学平板面形的测量方法及装置

摘要

本发明公开了一种基于液体浮力的光学平板面形的测量方法和装置，属于光电技术检测领域。该装置包括干涉仪测量系统、标准平板、液槽支撑装置和溶液。将被测样品浸没在密度可调的液体中，使得标准平板下表面和被测样品上表面在液体中形成干涉腔。通过干涉仪测量干涉腔进而获得样品的表面面形。本发明有效解决了零重力面形测量难的问题，可以测量大口径平板和厚度极小的薄平板。本发明结构简单，通用性强，测量结果准确可靠。

主权项

1.一种基于液体浮力的光学平板面形的测量方法，其特征在于，该方法利用的装置包括被测平板(1)、液槽(2)、支撑装置(3)、液体(4)、标准平板(5)、干涉仪测量系统(6)，该方法利用密度可调的液体(4)对浸入其中的被测平板(1)产生大小可控的浮力，经过支撑装置(3)后部分抵消被测平板自重引起的变形，被测平板(1)上表面与标准平板(5)下表面形成一组液体腔，通过干涉仪测量系统(6)测量液体腔进而获得被测平板(1)在不同重力载荷下的表面面形，最后通过计算机处理可以得到被测平板(1)上表面的零重力面形和全重力支撑条件下的重力变形，测量方法的具体步骤如下：步骤1：设计合适的液槽(2)，配置溶液(4)使其密度为ρl，溶液密度小于被测平板(1)的密度ρg，被测平板体积为Vg，则浸没于液体中的被测平板在液体中的残余重力为ρggVg‑ρlgVg，于是被测平板在残余重力作用下稳定落在支撑装置(3)上；步骤2：干涉仪测量系统(6)置于被测平板(1)的正上方，将标准平板(5)安装在干涉仪测量系统和被测平板之间，使得标准平板上表面在空气中，下表面在液体中与被测平板上表面构成干涉腔，调整干涉腔使得干涉条纹为零条纹；步骤3：干涉仪测量系统测量被测平板整个上表面的面形，去除面形数据中的平移像差和倾斜像差，同时去除提前通过绝对标定方法标定出的干涉仪系统误差；步骤4：保持干涉检测系统的参数及各部件相对位置不变，改变溶液(4)的密度，干涉仪测量获得被测平板的被测面在不同残余重力作用下的面形数据；步骤5：由步骤2至步骤4检测过程得到多种溶液密度(即多种残余重力作用)下的面形数据，对多个面形数据进行数据处理得到待测表面的零重力面形和重力变形。