[发明专利]任意姿态光学元件在位面形检测装置及方法

说明书

本发明公开了一种任意姿态光学元件在位面形检测装置及方法，采用以上技术方案，结构灵活，用工业机器人取代了干涉仪的各种支撑调节平台和装置，使干涉仪的位置姿态调整更方便，同时简化了光学元件支撑机构，使其可以不用具有自由度调节功能；方法新颖，将动态干涉仪与工业机器人相结合，解决了重力倾斜姿态下的在位面形测量问题；应用范围广，可以同时满足各种姿态下的面形测量问题；环境适应性好，使用动态干涉仪，能够将干涉测量扩展到各种测量环境中，同时保证其测量精度和重复性；测量简单高效，引入了干涉条纹监控系统，实现了干涉条纹的自动调整，提高了测量效率。

技术领域

本发明涉及光学元件干涉测量技术领域，具体涉及一种任意姿态光学元件在位面形检测装置及方法。

背景技术

光学元件在天文学、空间光学、军事和能源等领域中的具有广泛的应用，光学元件的面形检测在车间检测和光学工程中是必不可少的环节，其中干涉仪测量作为一种可靠的光学面形计量检测手段，具有广泛的应用。然而传统的干涉仪测量很容易受到震动和空气扰动等环境因素的影响，对检测环境和检测平台的要求很严格。因此，传统的干涉仪只有立式和卧式这两种测量姿态，要完成重力倾斜姿态下的面形测量是非常困难的。解决以上问题成为当务之急。

发明内容

为解决传统干涉测量灵活性不足，无法同时满足多种倾斜姿态下的在位面形检测需求的技术问题，本发明提供了一种任意姿态光学元件在位面形检测装置及方法。

其技术方案如下：

一种任意姿态光学元件在位面形检测装置，其要点在于：包括工业机器人、动态干涉仪和干涉条纹监控系统，所述动态干涉仪通过连接工装可拆卸地安装在工业机器人上，在该动态干涉仪的前端设置有透射标准镜，所述干涉条纹监控系统包括能够与动态干涉仪进行数据传输的干涉条纹显示器以及能够与工业机器人进行数据传输的图像监视器，所述干涉条纹显示器用于显示动态干涉仪采集到的干涉条纹图，所述图像监视器用于监控干涉条纹显示器显示的干涉条纹图。

采用以上结构，动态干涉仪降低了干涉测量对环境因素的严格要求，使得干涉仪的测量不再依赖于测量平台的防震性能，扩展了干涉测量的应用环境，缩短了测量时间，使其更加满足日益多样和严格的车间检测和光学工程的需求；此外，动态干涉仪还可以动态记录波前的变化过程，能够提高光学系统准直和像差的调整效率。工业机器人技术的日益成熟使得工业机器人的定位精度和稳定性都能够得到保证，相比与传统的机械位移台、旋转台以及角位移台等位置和姿态(简称位姿)调整机构，工业机器人的多轴操作使其位姿调整更加简单灵活，能很容易地满足各种不同位姿的调整需求。其中，干涉条纹监控系统结合工业机器人实现了干涉条纹的实时监控和自动调整，提高了测量效率。因此，本发明解决了传统干涉测量灵活性不足，无法同时满足多种倾斜姿态下的在位面形检测需求的技术问题。

作为优选：所述透射标准镜通过二维调整镜架安装在动态干涉仪的前端。采用以上结构，能够简单、便捷、可靠地调整透射标准镜的位置。

作为优选：所述图像监视器为动态高清摄像头。采用以上结构，稳定可靠，能够精确地识别图像监视器上显示的干涉条纹图。

作为优选：所述动态干涉仪的上端面、下端面和后端面均能够与连接工装连接。采用以上结构，能够灵活地与工业机器人的末端法兰盘连接，以提高干涉测量的灵活性，满足多种倾斜姿态下的在位面形检测需求。

作为优选：在所述工业机器人旁设置有光学元件支撑机构。采用以上结构，以便于对光学元件进行定位。

一种任意姿态光学元件在位面形检测方法，其要点在于，按照以下步骤进行：

S1：调节二维调整镜架，使透射标准镜与动态干涉仪的光轴垂直；