一種測量光波陣列面或光學反射面表面平坦度的方法
2024-02-03 23:49:15
專利名稱：一種測量光波陣列面或光學反射面表面平坦度的方法
技術領域：
本發明屬於光學檢測領域，涉及一種光學平面檢測方法，尤其是一種測量光波陣 列面或光學反射面表面平坦度的方法。
背景技術：
目前光波陣列面檢測的方法，主要有幹涉測量、哈特曼傳感器測量以及哈特曼夏 克傳感器測量等方法；光學反射面表面平坦度的檢測，多使用幹涉的方法。對於幹涉方法，雖然有較強的直觀性，精度也比較高，但是測試面積往往會受到限 制，測試面積較大的表面或者光波陣列面時並不實用。對於哈特曼和哈特曼夏克法，分別採用了小孔徑光闌和透鏡陣列，孔徑光闌以及 透鏡陣列的製造精度要求很高，加工並不容易，且每個單元的參數並不能做到完全一致，所 以會引入相應誤差。
發明內容
本發明將提供一種光波陣列面以及光學反射面平坦度的測量方法。這種測量方法 不受測試面積的限制，對於較大口徑的光波陣列面或者較大面積的光學反射面表面平坦度 尤為擅長。一種測量光波陣列面或光學反射面表面平坦度的方法，包括下述步驟(1)在光管與待測區域之間建立光線通路，使光管發射出的光束能直接或間接射 到待測區域；所述待測區域是光學反射面或光波陣列面；(2)若待測區域是光學反射面，則轉步驟(3)；若待測區域是光波陣列面，則轉步 驟⑷；(3)射到待測光學反射面的光束經光學反射面反射後被設置在光管內部的探測器 接收，探測器根據接收到的反射光束測試出每束光束的偏轉角度和每束光束所對應待測光 學反射面的傾斜量，得到光學反射面表面平坦度；(4)設置在光管內部的探測器接收光波陣列面發射出的光波，通過計算光管所接 收到的光波陣列面發生偏轉的偏轉角度，測得光波陣列面的偏轉值。所述光管與待測區域之間設置有折光元件。所述折光元件是平面鏡、三角稜鏡或五角稜鏡。本發明裝置的工作原理是這樣的從目標發生器中發出光束，被待測反射面反射 後被探測器接收。若反射面發生偏轉，則反射光束也會發生相應的偏轉，光束的偏轉量被探 測器測得，從而可計算出反射面的偏轉量。測量光波陣列面時，不需要目標發生器，可直接 用探測器接收光波，若光管所接收到的光波陣列面發生偏轉，亦能測得其偏轉值。在這裡， 我們稱這個裝置為光管。在實際測量中，應將單個光管固定於一平動設備上，採用掃描方式測量整個待測 區域。這個待測區域可以是光學反射面，也可以是光波陣列面等。對於光學反射面，可以用
3光管測得的反射光束偏轉角數值計算出其表面平坦度；對於光波陣列面，用其採集到的所 有區域光波陣列面偏轉的數值，則可以計算光波陣列面的平坦度。另外，我們也可以將光管固定在一穩定基座上，而在其前端放置一個有光束角度 偏折作用的折光元件，如平面鏡、三角稜鏡、五角稜鏡等，它實現的作用是能夠將光束偏折。 若待測區域是光學反射面，則此光學元件可以將光管發出的光束折射至光學反射面，反射 光束再被折射至光管最終被探測器接收；若待測區域是光波陣列面，則此光學元件可以將 光波折射至光管從而直接被探測器接收。此時掃描，光管與待測區域的相對位置不發生變 化，而只需移動折光元件，使光管發出並折射在光學反射面上的光束移動或者使不同區域 的光波通過折光元件被光管接收，便可以完成一行區域的掃描。掃描下一行時，將光管移動 到相應位置，依然是只移動折光元件進行掃描。以這種方式，將整個待測區域掃描完。最終， 將掃描所採集的數值經過處理則可以得出光波陣列面或者光學反射面的表面平坦度。
圖1光管結構圖1代表目標發生器，2代表探測器，3代表分光器，4代表透鏡組， 5代表反射鏡圖2 —個光管的掃描方式6代表光管，7代表平動設備，8代表待測區域圖3發明中的一個光管的一種掃描方式圖4發明中的一個光管的一種掃描方式圖5發明中的一個光管的一種掃描方式圖6發明中的一個光管的一種掃描方式圖7用折光元件的測量原理圖6代表光管，9代表折光元件，8代表待測區域
具體實施例方式下面結合附圖詳細說明本
發明內容
圖1是光管的結構圖。由目標發生器1產生光學目標光束，通過分光器3以及透 鏡組4將光束射出光管，光束被反射鏡5反射後被探測器2接收。若反射鏡偏轉，光束角度 也會偏轉，投射在探測器上的光束的位置就會發生變化並被接收記錄，從而計算出反射鏡 偏轉的角度。直接使用光管進行掃描，則如圖2所示。若待測區域為光學反射面，則是通過光管 探測器接收自身發出光束的反射光束計算出該區域反射面的傾斜程度，用掃描的方式來測 量整個光學反射面的表面平坦度；若測量區域為光波陣列面，則是通過光管探測器直接接 收光波光束測量該區域光波陣列面的傾斜程度，亦是通過掃描採集數據，經過處理，對整個 光波陣列面平坦度進行測量。掃描的方式有很多種，如圖3、4、5、6，這幾種方式只是舉例，但 並不限於此。圖7是採用折光元件時， 體的結構圖。若待測區域為光學反射面，則由光管1發 出光束，經過折光元件2將光束折射在光學反射面3上，光束被反射回光管，可以通過反射 光束的角度變化計算出測量區域的傾斜程度。移動折光元件，則能對整個光學反射面進行 掃描。最終，將所有測量數據進行處理，計算出其表面平坦度；若待測區域為光波陣列面，則 光波陣列面一部分 域可以經折光元件直接射入光管，直接被光管接收從而測量出其傾斜程度，移動折光元件，對整個待測區域進行掃描，將所有數據進行處理，就可以計算出光波 陣列面的平坦度。這裡用折光元件的掃描方式與上面用一個光管的掃描方式一致，如圖3、 4、5、6，這幾種方式也只是舉例，但掃描方式並不限於此。 以上內容是結合具體的優選實施方式對本發明所作的進一步詳細說明，不能認定 本發明的具體實施方式
僅限於此，對於本發明所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫 離本發明構思的前提下，還可以做出若干簡單的推演或替換，都應當視為屬於本發明由所 提交的權利要求書確定專利保護範圍。
權利要求
一種測量光波陣列面或光學反射面表面平坦度的方法，其特徵在於，包括下述步驟(1)在光管與待測區域之間建立光線通路，使光管發射出的光束能直接或間接射到待測區域；所述待測區域是光學反射面或光波陣列面；(2)若待測區域是光學反射面，則轉步驟(3)；若待測區域是光波陣列面，則轉步驟(4)；(3)射到待測光學反射面的光束經光學反射面反射後被設置在光管內部的探測器接收，探測器根據接收到的反射光束測試出每束光束的偏轉角度和每束光束所對應待測光學反射面的傾斜量，得到光學反射面表面平坦度；(4)設置在光管內部的探測器接收光波陣列面發射出的光波，通過計算光管所接收到的光波陣列面發生偏轉的偏轉角度，測得光波陣列面的偏轉值。
2.如權利要求1所述一種測量光波陣列面或光學反射面表面平坦度的方法，其特徵在 於所述光管與待測區域之間設置有折光元件。
3.如權利要求2所述一種測量光波陣列面或光學反射面表面平坦度的方法，其特徵在 於所述折光元件是平面鏡、三角稜鏡或五角稜鏡。
全文摘要
本發明公開了一種測量光波陣列面或光學反射面表面平坦度的方法，包括下述步驟(1)將光管發出的光束直接射到待測區域或者經過折光元件折射到待測區域；所述待測區域是光學反射面或光波陣列面；(2)若待測區域是光學反射面，則轉步驟(3)；若待測區域是光波陣列面，則轉步驟(4)；(3)射到待測光學反射面的光束經光學反射面反射後被設置在光管內部的探測器接收，探測器根據接收到的反射光束測試出每束光束的偏轉角度和每束光束所對應待測光學反射面的傾斜量，得到光學反射面表面平坦度；(4)射到待測光學反射面的光束直接用探測器接收光波，若光管所接收到的光波陣列面發生偏轉，測得其偏轉值。本發明的方法不受測試面積的限制，對於較大口徑的光波陣列面或者較大面積的光學反射面表面平坦度尤為擅長。
文檔編號G01B11/30GK101975562SQ20101052036
公開日2011年2月16日 申請日期2010年10月26日 優先權日2010年10月26日
發明者姚俊, 高文, 黃育爭 申請人:西安昂科光電有限公司