[发明专利]双边错位差动共焦超长焦距测量方法

说明书

本发明公开的双边错位差动共焦超长焦距测量方法，属于光学精密测量技术领域。本发明在共焦测量系统中，首先在CCD探测的艾丽斑图像上通过软件设置大、小虚拟针孔探测区域并将其探测的两条共焦特性曲线通过相减处理来锐化共焦特性曲线，然后将锐化共焦特性曲线进行双边错位差动相减处理来得到轴向高灵敏的差动共焦特性曲线，其次利用该双边错位差动共焦特性曲线零点与共焦测量系统焦点精确对应所述特性对超长焦距测量中移动测量平面镜各位置点进行高精度定焦寻位，进而实现超长焦距的高精度测量。与已有的超长焦距测量方法相比，本发明具有测量精度高、抗环境干扰能力强和结构简单等优势，在光学精密测量技术领域具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种双边错位差动共焦超长焦距测量方法，属于光学元件参数精密测量技术领域。

背景技术

长焦距光学元件广泛应用于激光核聚变、空间光学系统和高能激光器等大型光学系统研究领域中。然而，长焦距透镜焦距值的高精度测量一直是光学测试领域尚未解决的一大难题，其测量精度也直接影响了大型光学系统的成像质量和使用性能。因此，寻找一种长焦距的高精度测量方法具有很重要的应用价值，也是激光核聚变、空间光学仪器和高能激光器等国家重大专项和国家重大工程项目的研制和装调中亟待解决的技术瓶颈。

目前，针对长焦距的高精度测量，国内外研究者已经提出了很多不同的测量方法，这些测量方法总体上可分为两类。

第一类是基于传统的几何成像原理的测量方法。比如，1999年在“Journal ofOptical Technology”中发表的“Measuring the focal lengths of long-focus opticalsystems”一文中，作者提出在准直光路中插入一个小角度光楔，通过测量光学系统焦平面上有/无光楔时像的位置变化来获得被测焦距值的测量方法，该方法对25000mm焦距的相对测量精度为0.1％。再如1987年在“Applied optics”中发表的“Determination of thefocal length of nonparaxial lenses by moire deflectometry”一文中，作者提出利用摩尔效应，通过测量摩尔条纹旋转角度来实现被测镜焦距测量，其理论相对测量误差小于0.1％。这些传统的基于几何成像原理的测量方法受衍射极限的限制，其测量精度难以进一步提高。