[发明专利]点衍射波像差检测干涉仪及其检测方法

权利要求书

1.一种点衍射波像差检测干涉仪，其特征在于该干涉仪的构成包括：光源(1)、第一分光器(2)、第一光强与偏振态调节器(3)、相移器(4)、第二光强与偏振态调节器(5)、点光源发生单元(10)、理想波前发生单元(6)、待测光学系统(7)、精密调节台(8)、小孔光窗器件(9)、第二分光器(11)、二维光电探测器(12)和数据处理单元(13)，上述各部分的位置关系如下：

在光源(1)输出光前进方向上是第一分光器(2)，第一分光器(2)将入射光分为光程可调光路(2A)和光程固定光路(2B)；在光程可调光路上依次是所述的第一光强与偏振态调节器(3)、相移器(4)、连接点光源发生单元(10)；所述的光程固定光路上依次是第二光强与偏振态调节器(5)、理想波前发生单元(6)；所述的理想波前发生单元(6)的输出端位于所述的待测光学系统(7)的物方视场点；所述的理想波前发生单元(6)的输出方向依次是待测光学系统(7)、位于所述的精密调节台(8)上的小孔光窗器件(9)、第二分光器(11)和二维光电探测器(12)，所述的小孔光窗器件(9)位于待测光学系统(7)的像面；所述的点光源发生单元(10)的输出光经第二分光器(11)被所述的二维光电探测器(12)探测，所述的二维光电探测器(12)的输出端与所述的数据处理单元(13)的输入端相连；所述的数据处理单元(13)的输出端分别与第一光强与偏振态调节器(3)、相移器(4)、第二光强与偏振态调节器(5)、精密调节台(8)的控制端通过电缆连接，所述的小孔光窗器件(9)包括滤波圆孔(9a)和透光窗口(9b)，所述的滤波圆孔(9a)是直径Φi小于待测光学系统(7)的像方衍射极限分辨率的透光小孔，满足Φi<λ/(2NAi)，其中λ为光源波长，NAi为待测光学系统的像方数值孔径；所述的透光窗口(9b)是能够无遮挡的透过所述的理想波前发生单元(6)的输出端(6B)经待测光学系统(7)成像后的像点弥散斑的四边形透光区域。

2.根据权利要求1所述的点衍射波像差检测干涉仪，其特征在于所述的光源(1)是激光器、发光二极管、超辐射发光二极管、或单色仪；所述的光源(1)是光纤输出的光源，或是自由空间准直输出的光源。

3.根据权利要求1所述的点衍射波像差检测干涉仪，其特征在于所述的第一光强与偏振态调节器和第二光强与偏振态调节器是由可调衰减器和偏振控制器组成，或由一个可旋转的检偏器构成；第一光强与偏振态调节器和第二光强与偏振态调节器的结构相同或不同。

4.根据权利要求1所述的点衍射波像差检测干涉仪，其特征在于所述的相移器是缠绕在柱状压电陶瓷上的单模光纤环，或是分束棱镜、反射镜和压电陶瓷组成的可变光延迟线；或通过压电陶瓷带动反射镜或棱镜运动改变光程的相移器。

5.根据权利要求1所述的点衍射波像差检测干涉仪，其特征在于所述的理想波前发生单元(6)是将从其输入端输入的光转换成输出端的在输出数值孔径范围内是标准球面波的器件；理想波前发生单元的输出数值孔径的最小值为待测光学系统的物方数值孔径；包括下列构成：

所述的理想波前发生单元由光纤构成；光纤输出端的纤芯直径Φ_f小于所述的输出数值孔径对应的衍射极限分辨率，满足Φ_f<λ/(2NAo)，其中，λ为光源波长，NAo为输出数值孔径；

所述的理想波前发生单元由光纤、成像镜组和小孔掩模构成；光纤的输入端是理想波前发生单元的输入端，光纤的输出端位于成像镜组的物面；小孔掩模位于成像镜组的像面；小孔掩模上的圆孔是理想波前发生单元的输出端；光纤的输出端经成像镜组成像在圆孔上；圆孔的直径Φ_o小于所述的输出数值孔径对应的衍射极限分辨率，满足Φo<λ/(2NAo)，其中，λ为光源波长，NAo为输出数值孔径；

所述的理想波前发生单元由聚焦镜组、小孔掩模构成；准直光束从理想波前发生单元的输入端输入，经过聚焦镜组，汇聚在小孔掩模的圆孔上；圆孔是理想波前发生单元的输出端；圆孔的直径Φo小于所述的输出数值孔径对应的衍射极限分辨率，满足Φo<λ/(2NAo)，其中λ为光源波长，NAo为输出数值孔径。