[发明专利]红外光学材料均匀性测试的试样面形误差的控制方法

说明书

本发明涉及红外光学材料均匀性测试的试样面形误差的控制方法，涉及红外光学材料均匀性测试技术领域。本发明通过建立红外光学材料均匀性测试试样面形误差与测试原理和测试精度要求的计算关系，将红外测试波段的试样面形误差的波前波差影响转换为可见光条件下加工和检验的试样面形误差关系，并通过建立相关的算法公式进行数值计算，创建了红外光学材料短波、中波、长波波段均匀性测试精度保证的试样面形误差控制的数值表格，并进一步计算给出了红外光学材料短波、中波、长波波段均匀性测试精度保证的试样面形误差控制的用例表。本发明可为红外短波波段、中波波段和长波波段的光学材料均匀性测试精度保证提供试样面形误差控制的具体数值。

技术领域

本发明涉及红外光学材料均匀性测试技术领域，具体涉及红外光学材料均匀性测试的试样面形误差的控制方法。

背景技术

红外光学材料均匀性测试是一种高精度的测试，测试的内容是红外光学材料的折射率均匀性，测试的方法是用干涉法测试红外光学材料均匀性问题带来测试光束平面波的波前变形量获得，测试精度要求通常高达1×10^-4～1×10^-5(因有不同的测试精度要求)。为了保证折射率均匀性高精度的测试，一般是在测试设备制作的精密性和测试方法的精密性上下功夫。实际上，只使测试设备精密和测试方法精密是不能获得高精度测试的。即使测试也注意到了测试室环境温度波动对测试精度的影响因素，并加以评估和控制，但还有一项因素会对测试的准确性带来显著影响，这个因素就是试样面形误差或试样表面的平面度误差。试样的面形误差通过干涉仪反映出来的光学现象是通过试样的光束波前波面发生变形，这与红外光学材料存在折射率不均匀导致通过试样的光束波前波面变形现象是一样的，试样面形误差导致的波前变形与试样折射率不均匀导致的波前变形是无法区别的。因此，红外光学材料均匀性的准确测试需要有方法算出试样表面缺陷对材料折射率均匀性测试的影响程度以及对试样面形误差的控制量，以对试样面形的加工进行正确的量化控制，保证红外光学材料均匀性测试结果是光学材料均匀性问题导致的，以给出测试的真实结果。

此前，红外光学材料均匀性测试的试样面形是没有算法进行定量计算的。尽管知道试样面形误差会对测试的准确性带来影响，因为没有面形误差影响测试结果程度的算法，只能要求试样表面尽量要加工得好一些。这种没有量化计算的试样面形要求将会导致试样表面质量的“欠加工”或“过加工”。“欠加工”会使红外光学材料均匀性测试带入显著高于测试精度要求的试样面形误差，导致红外光学材料均匀性测试结果失去可信度和可用性。“过加工”将会使试样的加工支付过高的加工成本，导致不必要的费用和时间的浪费。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：如何设计红外光学材料均匀性测试的试样面形误差控制方法的技术解决方案，为红外光学材料均匀性测试给出准确的试样面形误差的控制方法，以保证预定的测试精度。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了红外光学材料均匀性测试的试样面形误差的控制方法，包括以下步骤：

步骤S1、设试样面形误差或表面非平整性为S_im、试样的标称折射率为n₀、测试光束通过试样的次数为N，试样面形误差带来的标准光波面的波前变形波差为ΔW_S，则ΔW_S按式(1)计算：

ΔW_S＝2N(n₀-1)S_im (1)

步骤S2、建立红外光学材料试样的面形误差S_im带来的测试波前的变形波差ΔW_S与折射率均匀性的测试设备精度要求的波差ΔW_P的关系：

ΔW_S≤kΔW_P (2)

其中，k为精度控制因子；