[发明专利]一种凸自由曲面反射镜面形测试方法

摘要

本发明属于先进光学系统技术领域，公开了一种凸自由曲面反射镜面形测试方法，能够构建由干涉仪、空间光调制器、球面反射镜、凸自由曲面反射镜组成的精确测试光路；其中，空间光调制器被划分为四种调制区域，分别用于对凸自由曲面反射镜进行测量、与干涉仪对准、与球面反射镜对准、以及投射十字线。本发明通过对测试光路的整体设计及光学元器件对准方式等进行改进，构建的精确测试光路能够基于混合补偿干涉测量凸自由曲面反射镜，与现有技术相比提供了一种新的测试思路，尤其能够有效解决大口径凸面干涉测量困难的问题，该方法通过利用球面反射镜提供会聚光路，同时结合空间光调制器对凸自由曲面反射镜完成零位补偿。

主权项

1.一种凸自由曲面反射镜面形测试方法，其特征在于，该方法能够构建由干涉仪、空间光调制器、球面反射镜、及凸自由曲面反射镜四个光学元器件组成的精确测试光路；其中，所述空间光调制器是作为补偿元件，被划分为四种调制区域分别作为四种衍射光学区域，这四种衍射光学区域分别为用于将空间光调制器与凸自由曲面反射镜对准并进行测量的主检测区域，用于将空间光调制器与干涉仪对准的第一区域，用于将空间光调制器与球面反射镜对准的第二区域，以及至少四个作为十字线投射区域的第三区域，并且这些第三区域沿该空间光调制器的边缘分布；/n该方法具体包括以下步骤：/n(1)干涉仪与空间光调制器的对准步骤：调整所述干涉仪与所述空间光调制器两者的相对位置，使该干涉仪发出的光线经所述空间光调制器中的第一区域后返回至干涉仪，与该干涉仪参考光形成干涉条纹；然后继续调节所述干涉仪与所述空间光调制器两者的相对位置，使该干涉条纹调至零条纹状态，实现所述干涉仪与所述空间光调制器两者的精确对准；/n(2)球面反射镜的对准步骤：在所述干涉仪与所述空间光调制器两者完成精确对准的前提下，调整位于所述空间光调制器后端的球面反射镜的位置，使所述干涉仪发出的光线经所述空间光调制器中的第二区域，并经过球面反射镜反射，返回至所述第二区域，再返回至干涉仪，与该干涉仪参考光形成干涉条纹；然后继续调节所述球面反射镜的位置，使该干涉条纹调至零条纹状态，实现球面反射镜与空间光调制器、干涉仪的精确对准；/n(3)凸自由曲面反射镜的粗对准步骤：在球面反射镜与空间光调制器、干涉仪完成精确对准的前提下，基于在所述球面反射镜后端出现的至少四个十字线放置所述凸自由曲面反射镜，使其中心在被这些十字线围绕的中心点附近，由此完成凸自由曲面反射镜的粗对准；/n(4)凸自由曲面反射镜的精确对准步骤：所述干涉仪发出的光线将经所述空间光调制器中的主检测区域，并经过球面反射镜反射、凸自由曲面反射镜反射、球面反射镜的再次反射，返回至所述主检测区域，并最终返回至干涉仪，与该干涉仪参考光形成干涉条纹；利用该干涉条纹，通过调节所述凸自由曲面反射镜的位置，使该干涉条纹变得稀疏，即可完成凸自由曲面反射镜与测试光路中其他光学元器件的之间精确对准，得到精确构建的精确测试光路；/n(5)基于所述步骤(4)得到的精确测试光路，利用所述主检测区域，实现对所述凸自由曲面反射镜的面形测量。/n