[发明专利]检测光学系统任意波长透射波前的方法

说明书

本发明提供了两种检测光学系统任意波长透射波前的方法，一种是利用4种波长为λ₁～λ₄的激光干涉仪分别对复消色差光学系统进行检测，进而通过Zernike多项式拟合波长为λ_n的光学系统的透射波前；另一种是通过利用4种波长为λ₁～λ₄的检测装置分别对光学系统进行检测，进而通过离散点波前像差公式得到波长为λ_n的光学系统完整的透射波前。这两种方法均能够应用在单波长系统、消色差系统以及复消色差系统中，从而解决主要的透射式光学系统任意波长波前检测的问题。不仅使得特殊波长的激光干涉仪的检测范围变大，而且当需要检测一些特殊的光学系统时，也不需要使用造价昂贵的特殊波长的激光干涉仪进行检测，节约了检测成本。

技术领域

本发明涉及一种检测透射波前的方法，具体涉及一种检测光学系统的任意波长透射波前的方法。

背景技术

光学系统透射波前通常使用激光干涉仪检测，激光干涉仪可以准确检测特定波长光学系统(干涉仪光源波长与光学系统设计波长一致，或在其工作波段内)，波前检测结果可以一组Zernike多项式系数线性组合表示。根据检测需要，目前有不同类型波长的激光干涉仪，用于检测不同类型的光学系统的透射波前。例如，248nm和363nm激光干涉仪用于检测紫外透镜系统，405nm激光干涉仪用于检测DVD光学存储和视听设备的透镜，1053nm激光干涉仪用于研究激光熔合、聚变等。

现有技术中，仅有上述几种特定波长的激光干涉仪，因此，其他波段的光学系统无法使用激光干涉仪准确检测(或只能检测光学系统特定波长透射波前)，导致激光干涉仪的应用范围较小。另外，激光干涉仪的研发难度较大，且特殊波长激光干涉仪的造价昂贵，因此，现有的特殊波长的激光干涉仪的种类较少。

传统透射系统主要分为单色系统、消色差系统和复消色差系统。发明专利CN107462401A公开了一种检测任意波长光学系统的透射波前的方法，发明专利CN108195566A公开了一种检测任意波长任意形状口径光学系统透射波前的方法，这两种方法分别提出利用透射波前Zernike系数或波前离散点与波长的函数关系，将光学系统特定波长波前数据转换为任意波长波前数据，从而实现任意波长光学系统透射波前的检测。但是专利CN107462401A与CN108195566A其提供的公式只能应用于单色系统和消色差系统，并不适用于复消色差系统任意波长透射波前的检测。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种检测光学系统任意波长透射波前的方法，该方法不仅能够应用于单色系统和消色差系统，还能够适用于复消色差系统，尤其是非常适合用于复消色差系统任意波长透射波前的检测。

本发明提供了一种检测光学系统任意波长透射波前的方法，具有这样的特征，包括以下步骤：步骤一，利用4种波长为λ₁～λ₄的激光干涉仪分别对复消色差光学系统进行检测，分别得到光学系统在波长为λ₁～λ₄的Zernike多项式Z₁(λ₁)、Z₂(λ₁)、……Z_k(λ₁)以及Z₁(λ₄)、Z₂(λ₄)、……Z_k(λ₄)系数；步骤二，将步骤一得到的Zernike多项式代入公式：