[发明专利]一种透射旋转对称非球面检测系统和方法

权利要求书

1.一种透射旋转对称非球面检测系统，其特征在于,包括在光路上依次设置的激光器、准直透镜、聚焦透镜、待测镜片托盘、扩束镜和波前传感器，以及与所述聚焦透镜相耦合用于驱动所述聚焦透镜沿光轴方向移动的第一驱动器，与所述待测镜片托盘相耦合用于驱动所述待测镜片托盘沿垂直光轴的XY方向平移的第二驱动器，与所述扩束镜相耦合用于驱动所述扩束镜沿光轴方向移动的第三驱动器，以及与所述待测镜片托盘相配合设置的旋转位移器，所述旋转位移器用于对放置在所述待测镜片托盘的镜片限位孔中的待测镜片进行旋转，以实现旋转波前测量。

2.如权利要求1所述的透射旋转对称非球面检测系统，其特征在于,所述激光器为单色半导体激光器，所述激光器发出的光通过单模光纤耦合进入所述准直透镜。

3.如权利要求1所述的透射旋转对称非球面检测系统，其特征在于,在所述聚焦透镜与所述待测镜片托盘之间设置有针孔。

4.如权利要求1所述的透射旋转对称非球面检测系统，其特征在于,所述波前传感器为夏克哈特曼波前传感器。

5.如权利要求1至4任一项所述的透射旋转对称非球面检测系统，其特征在于,还包括用于承载所述待测镜片托盘的移动平台，所述第二驱动器与所述移动平台相连，通过驱动所述移动平台沿垂直光轴的X Y方向平移来驱动所述待测镜片托盘平移；优选地，所述旋转位移器与所述移动平台安装在一起，随所述移动平台同步在X Y方向平移。

6.如权利要求1至4任一项所述的透射旋转对称非球面检测系统，其特征在于,所述旋转位移器通过直流伺服电机实现360°旋转。

7.一种透射旋转对称非球面检测方法，其特征在于,使用如权利要求1至6任一项所述的透射旋转对称非球面检测系统对待测镜片进行待测，所述方法包括以下步骤：

通过所述第一至第三驱动器控制所述聚焦透镜、所述待测镜片托盘和所述扩束镜移动，进行波前调整、对焦以及系统校准；

在所述待测镜片托盘的镜片限位孔中放入待测透镜，通过所述旋转位移器旋转待测透镜k次，k>＝4，通过所述波前传感器采集k次波前信号；

根据采集的波前信号计算出波前Fringe Zernike多项式的拟合系数；

根据Fringe Zernike多项式的拟合系数得到单一视场三阶Coma像差旋转分布图；

通过三阶Coma像差旋转分布图找到三阶Coma像差的节点位置，确定每一次旋转的终点位置和所述节点位置之间的矢径，其中所述终点位置是以三阶Coma像差的z7和z8项系数作为坐标轴，每次旋转后测量的z7和z8项系数的坐标；

将所述矢径的分布图和参数范围与标准测试镜头进行对比，根据对比结果的偏差确定偏心误差的大小，从而实现待测镜片的误差检测。

8.如权利要求7所述的透射旋转对称非球面检测方法，其特征在于,还包括：通过Fringe Zernike多项式与三阶Coma像差的转换进行三阶赛德尔像差分析。

9.如权利要求7或8所述的透射旋转对称非球面检测方法，其特征在于,采用理想标准球进行系统校准。

10.如权利要求7至9任一项所述的透射旋转对称非球面检测方法，其特征在于,所述进行波前调整、对焦以及系统校准，具体包括：

在所述待测镜片托盘放置待测镜片之前，控制所述第一驱动器，寻找关于所述聚焦透镜的焦面对称的两个位置，使波前同心；控制所述第三驱动器，寻找关于所述扩束镜的焦面对称的两个位置，使波前同心；

在所述待测镜片托盘的设定位置的镜片限位孔放上标准球，控制所述第一驱动器和所述第二驱动器来调整标准球的聚焦位置，寻找获得接近平面的波前时所对应的所述聚焦透镜和所述待测镜片托盘的位置。