[实用新型]透镜面形偏差检测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及小型球面干涉仪，特别适用于在线无损检验球面镜片曲率半径偏差、象散偏差、局部偏差的球面干涉仪。

背景技术

被检光学表面相对于参考光学表面的偏差称面形偏差，面形偏差包括三项：半径偏差、象散偏差、局部偏差。

检验抛光后的光学零件面形偏差通常采用光学样板或干涉仪，检验方法都是根据光的干涉原理，在光学车间检验光学零件的面形偏差，常用的方法有干涉图样法和阴影法。干涉图样法可分为接触法(即样板法)和非接触法(即干涉仪法)。目前光学加工企业在线检测常用光学样板对加工镜片接触加压观察干涉环，由于直接接触加压，对镜片的表面光洁度造成破坏，使得高精度光学镜片的加工过程中好不容易达到了面形精度，检验过程又破坏了表面光洁，而且光学样板在使用过程中因磨损会给测量结果带来不易察觉的误差，造成反复返工甚至报废、大大降低了生产效率、增加了生产成本。

激光检测技术属于非接触式测量技术，与接触式测量方法相比，干涉测量有更高的灵敏度和准确度，更高的效率，不会损伤测量表面，不易受被测对象表面状态影响等优点，扩大了测量范围，在精密、超精密加工测量和实时测控的诸多领域中均获得广泛的应用。泰曼型干涉测量和斐索型干涉测量是目前两种最为经典、应用也很广泛的干涉测量技术。

目前实验室里、国内外的各种类型干涉仪可以实现对平面和球面光学零件面形的精确测量，能够达到较高的测量精度但是仪器价格昂贵；在目前的泰曼-格林型、斐索型球面干涉仪，测量原理都是通过调节待测镜片的球心与有标准镜头射出的标准球面波光束会聚中心相重合，通过干涉条纹的判读方法，定量处理分析被测镜片的面形偏差。其检测如图1所示，空间同光轴间隔自左至右依次分布点光源、分束镜、有限共轭距物镜、后表面可实现半透半反的标准镜头、待测透镜，点光源经过有限共轭距物镜后形成一束平行光，继续前进在标准镜头的后表面(基准面)，部分反射为参考光束；部分透射并经过待测透镜的被测面发射为检测光束。检测光束自准直返回，与参考光束重合，形成等厚干涉条纹，两束光束经过分束镜反射后进入观察区域。通过分析干涉条纹情况可实现对待测透镜的被测面的面行偏差的检测。这样测量范围受到标准镜头相关孔径的限制，需要多种规格的标准镜头，并且需要一定长度的导轨来实现待测透镜的移动，使基准面的球心与被测面的球心重合。目前的球面干涉仪只能测量出被测球面面形的局部偏差，干涉图不能反映曲率半径相对名义值的偏差，所以在实际仪器上带有专门用来测量被测球面曲率半径的附加系统。

因此，光学加工企业非常迫切的需要现场应用、特别是对加工过程中的在线检测的小型化、价格低廉的面形检测系统，实现在线快速无损检验球面镜片的曲率半径偏差、象散偏差、局部偏差，提高生产效率。

发明专利200310122011.9改进型迈克尔逊干涉仪公开了一种分光器，该分光器是由两片完全相同的等边直角棱镜接和而成的分光棱镜，且在接和面上镀有一层半透半反膜，它可以实现光束的透镜和反射。它用于波长的测定，未应用到透镜的面形偏差检测。

待测透镜处于待测位置其几何位置需要作x、y、z轴空间三方向平动及其球面朝向，光轴相对角度旋转调节才能满足精确检测，中国专利97231037.1三维工作台公开了一种x、y、z轴调节装置，但不能作旋转及偏摆。

发明内容

本实用新型目的在于克服上述缺陷，提供一种透镜面形偏差检测装置。

本实用新型装置方案是：装置包括接和面镀有半透半反膜的分光器，其特征在于：分光器正下方设置的定位固定的扩束整形装置、扩束整形装置正下方的定位固定的检测光源、分光器正右方的定位固定的光学样板、分光器正左方的观察接收屏、分光器正上方的定位圈口、定位圈口上方设置的待测透镜组成，定位圈口为短管状体，管状体上端面均布固定有三个相同的钢球，扩束整形装置的光束的中心轴线与光学样板的光轴相交于分光器的接和面上，观察接收屏垂直于光学样板的光轴。

本实用新型优点在于：

1、用光学车间里现有的各种不同曲率半径的光学样板代替价格昂贵的标准镜头产生干涉的参考波前。同时可以实现对透镜球面曲率半径的测量，指导工人修改光圈，可实现快速无损非接触在线检测，大大提高检验效率和成品率。

2、不用长导轨，使仪器小型化。