[发明专利]环形光源生成装置

说明书

本发明提供一种环形光源生成装置，包括：沿着光轴方向从激光器到被测物之间依次排布的扩束模块、第三透镜以及双远心镜头，其中，扩束模块用于将激光的直径放大并形成平行光，第三透镜为环形透镜，由截面透镜绕光轴旋转360°形成，该截面透镜为凸面朝向激光器的平凸透镜，用于将平行光转换生成第一环形光，双远心镜头用于将第一环形光转换生成作为环形光源的第二环形光，具有沿着光轴方向从第三透镜到被测物之间依次排布的物侧镜组、孔径光阑以及像侧镜组，孔径光阑靠近像侧镜组，物侧镜组的后焦点位于孔径光阑的中心处，像侧镜组的前焦点位于孔径光阑的中心处。

技术领域

本发明属于激光干涉仪领域，具体涉及一种能够将激光生成环形光的环形光源生成装置。

背景技术

使用激光干涉仪检测光学元件面形时，由于干涉仪内部光学系统和被测元件表面疵病及缺陷容易引起杂散光并相干叠加，会在干涉图中会产生许多牛顿环或靶心等相干噪声，这些相干噪声会在一定程度上改变干涉图的空间结构,导致干涉图像质量下降，影响测量结果和精度。

目前，可以通过环形光源来抑制相干噪声。环形光源分为虚拟环形光源和实环形光源。虚拟环形光源是以离轴点光源绕光轴进行旋转而形成的，这种虚拟环形光源需要精确控制点光源绕光轴旋转非常困难，同时安装精度要求也非常高，在实际操作中很难保证其安装精度。实环形光源是平面波通过计算全息光学元件(HOE)得到锥体波，根据ZYGO专利[US6643024B2]，其产生环形光源结构较为复杂，因此，加工难度大，精度要求高，生产成本也高。

发明内容

为解决上述问题，提供一种加工难度低的环形光源生成装置，本发明采用了如下技术方案：

本发明提供了一种环形光源生成装置，用于将激光干涉仪中激光器发射的激光转换生成可以抑制相干噪声的环形光源，经过所述激光干涉仪的准直镜头后照射到被测物上，其特征在于，包括：沿着光轴方向从激光器到被测物之间依次排布的扩束模块、第三透镜以及双远心镜头，其中，扩束模块用于将所述激光的直径放大并形成平行光，所述第三透镜为环形透镜，由截面透镜绕所述光轴旋转360°形成，该截面透镜为凸面朝向所述激光器的平凸透镜，用于将所述平行光转换生成第一环形光，双远心镜头用于将所述第一环形光转换生成作为所述环形光源的第二环形光，具有沿着光轴方向从第三透镜到被测物之间依次排布的物侧镜组、孔径光阑以及像侧镜组，孔径光阑靠近像侧镜组，物侧镜组的后焦点位于孔径光阑的中心处，像侧镜组的前焦点位于孔径光阑的中心处。

本发明提供的环形光源生成装置，还可以具有这样的特征，其中，截面透镜为非球面透镜，其像方数值孔径为0.012，焦距为167mm。

本发明提供的环形光源生成装置，还可以具有这样的特征，其中，环形透镜的厚度为2mm，不透明部分的直径为2mm，透明部分的外径为10mm，截面透镜的直径为4mm。

本发明提供的环形光源生成装置，还可以具有这样的特征，其中，物侧镜组具有沿着光轴方向从第三透镜到孔径光阑之间依次排布的第四透镜、第五透镜以及第六透镜，像侧镜组具有沿着光轴方向从孔径光阑到被测物之间依次排布的第七透镜、第八透镜以及第九透镜，第四透镜为双凹透镜，第五透镜为凸面朝向被测物的平凸透镜，第六透镜、第八透镜和第九透镜为双凸透镜，第七透镜为双凹透镜，。

本发明提供的环形光源生成装置，还可以具有这样的特征，其中，第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜、第八透镜以及第九透镜均采用牌号为K9的光学玻璃。

本发明提供的环形光源生成装置，还可以具有这样的特征，其中，双远心镜头的放大率为-0.13，像方数值孔径为0.095，物方数值孔径为0.012，物高为3mm。

本发明提供的环形光源生成装置，还可以具有这样的特征，其中，所述扩束模块具有靠近所述激光器的第一透镜和远离所述激光器的第二透镜，所述第一透镜为负透镜，所述第二透镜为正透镜。