[发明专利]任意姿态光学元件在位面形检测装置及方法

权利要求书

1.一种任意姿态光学元件在位面形检测装置，其特征在于：包括工业机器人(1)、动态干涉仪(2)和干涉条纹监控系统(8)，所述动态干涉仪(2)通过连接工装(3)可拆卸地安装在工业机器人(1)上，在该动态干涉仪(2)的前端设置有透射标准镜(5)，所述干涉条纹监控系统(8)包括能够与动态干涉仪(2)进行数据传输的干涉条纹显示器(8a)以及能够与工业机器人(1)进行数据传输的图像监视器(8b)，所述干涉条纹显示器(8a)用于显示动态干涉仪(2)采集到的干涉条纹图，所述图像监视器(8b)用于监控干涉条纹显示器(8a)显示的干涉条纹图。

2.根据权利要求1所述的任意姿态光学元件在位面形检测装置，其特征在于：所述透射标准镜(5)通过二维调整镜架(4)安装在动态干涉仪(2)的前端。

3.根据权利要求1所述的任意姿态光学元件在位面形检测装置，其特征在于：所述图像监视器(8b)为动态高清摄像头。

4.根据权利要求1所述的任意姿态光学元件在位面形检测装置，其特征在于：所述动态干涉仪(2)的上端面、下端面和后端面均能够与连接工装(3)连接。

5.根据权利要求1所述的任意姿态光学元件在位面形检测装置，其特征在于：在所述工业机器人(1)旁设置有光学元件支撑机构(7)。

6.一种任意姿态光学元件在位面形检测方法，其特征在于，按照以下步骤进行：

S1：调节二维调整镜架(4)，使透射标准镜(5)与动态干涉仪(2)的光轴垂直；

S2：将待测反射镜(6)安装在光学元件支撑机构(7)上，工业机器人(1)根据干涉条纹监控系统(8)的反馈自动调整动态干涉仪(2)的位姿，使动态干涉仪(2)发出的出射光束，被待测反射镜(6)反射后，返回到动态干涉仪(2)中，且动态干涉仪(2)测得的干涉条纹数最少，完成后利用动态干涉仪(2)对待测反射镜(6)进行干涉测量；

S3：将标准反射镜安装在光学元件支撑机构(7)上，使标准反射镜的姿态与步骤S2和S3中待测反射镜(6)的姿态相同，工业机器人(1)根据干涉条纹监控系统(8)的反馈自动调整动态干涉仪(2)的位姿，使动态干涉仪(2)发出的出射光束，被标准反射镜反射后，返回到动态干涉仪(2)中，且动态干涉仪(2)测得的干涉条纹数最少，完成后利用动态干涉仪(2)对标准反射镜进行干涉测量，并将测量结果作为系统误差；

S4：将步骤S2中的测量结果扣除步骤S3中获取的系统误差，得到待测反射镜(6)在该姿态下的面形测量结果。

7.根据权利要求6所述的任意姿态光学元件在位面形检测方法，其特征在于，所述步骤S2按照以下步骤进行：

S21：根据待测反射镜(6)的位置和姿态，调节工业机器人(1)的位姿，使动态干涉仪(2)发出的出射光束，被待测反射镜(6)反射后，返回到动态干涉仪(2)中；

S22：工业机器人(1)根据干涉条纹监控系统(8)的反馈自动调整动态干涉仪(2)的位姿，使动态干涉仪(2)测得的干涉条纹数最少；

S23：利用动态干涉仪(2)对待测反射镜(6)进行干涉测量。

8.根据权利要求7所述的任意姿态光学元件在位面形检测方法，其特征在于：步骤S23中，对待测反射镜(6)进行多次干涉测量，并对多次测量的结果求取平均值。

9.根据权利要求7所述的任意姿态光学元件在位面形检测方法，其特征在于：步骤S3中，标准反射镜的有效口径不小于动态干涉仪(2)的有效测量口径。

10.根据权利要求6或8所述的任意姿态光学元件在位面形检测方法，其特征在于：步骤S3中，对标准反射镜进行多次干涉测量，并对多次测量的结果求取平均值作为系统误差。