[发明专利]一种离轴椭圆柱面镜表面形貌的检测装置以及检测方法

权利要求书

1.一种离轴椭圆柱面镜表面形貌的检测装置，用于检测待测的离轴椭圆柱面镜的表面形貌，其特征在于，包括：

干涉仪，用于发射平面光波；

补偿元件，设置在所述干涉仪的焦前，用于将所述平面光波转化为柱面光波作为检测光，并反射所述干涉仪发射的所述平面光波作为参考光；

待测镜夹具，设置在所述检测光的光路中且位于所述检测光的汇聚位置远离所述干涉仪一侧，用于固定所述离轴椭圆柱面镜并调节所述离轴椭圆柱面镜与所述干涉仪之间的位置以及倾斜角度；以及

反射镜，设置在所述检测光经过所述离轴椭圆柱面镜反射形成的第一反射光的光路中且位于所述第一反射光的汇聚位置远离所述待测镜夹具的一侧，用于使得所述第一反射光原路返回形成第二反射光，

其中，所述干涉仪包括CCD探测器，

所述第二反射光经过所述离轴椭圆柱面镜后形成第三反射光，该第三反射光经过所述补偿元件后形成平面光波作为待测光，所述待测光与所述参考光发生干涉后成像到所述CCD探测器上，获得干涉条纹。

2.根据权利要求1所述的离轴椭圆柱面镜表面形貌的检测装置，其特征在于：

其中，所述补偿元件为检测用柱面镜头，包括呈筒状的镜筒、平面镜以及计算全息图CGH，

所述平面镜以及所述计算全息图CGH沿所述平面光波的光路依次设置在所述镜筒内，

所述平面镜与所述计算全息图CGH互相平行且光轴重合，用于将所述平面光波转换为柱面光波。

3.根据权利要求1所述的离轴椭圆柱面镜表面形貌的检测装置，其特征在于：

其中，所述反射镜为柱面镜。

4.一种离轴椭圆柱面镜表面形貌的检测方法，使用如权利要求1-3中任一项所述的离轴椭圆柱面镜表面形貌的检测装置检测待测的离轴椭圆柱面镜的表面形貌，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1，所述干涉仪发射所述平面光波，采用所述补偿元件将所述平面光波变为所述柱面光波，将该柱面光波作为所述检测光，且所述补偿元件反射所述干涉仪发射的所述平面光波作为参考光，将所述检测光汇聚的位置作为所述离轴椭圆柱面镜的第一焦点；

步骤S2，根据所述第一焦点以及所述离轴椭圆柱面镜的属性确定所述离轴椭圆柱面镜的第二焦点的位置；

步骤S3，将所述离轴椭圆柱面镜放置在所述检测光的光路中，使所述离轴椭圆柱面镜的几何中心与所述平面光波的光轴重合；

步骤S4，平移所述离轴椭圆柱面镜改变所述离轴椭圆柱面镜与所述补偿元件之间的距离，并调整所述离轴椭圆柱面镜的倾斜角度，使得所述检测光全部照射并布满所述离轴椭圆柱面镜上并经过反射形成所述第一反射光且所述第一反射光汇聚的位置与所述第二焦点重合；

步骤S5，采用所述反射镜使得所述第一反射光原路返回形成所述第二反射光；

步骤S6，所述第二反射光经过所述离轴椭圆柱面镜后形成所述第三反射光，该第三反射光经过所述补偿元件后形成平面光波作为所述待测光，所述待测光与所述参考光发生干涉后经过所述CCD探测器进行成像，获得干涉条纹。

5.根据权利要求4所述的离轴椭圆柱面镜表面形貌的检测方法，其特征在于：

其中，所述检测光的汇聚的位置以及第一反射光的汇聚的位置与所述离轴椭圆柱面镜的几何关系满足所述离轴椭圆柱面镜相对应的椭圆的几何属性。

6.根据权利要求4所述的离轴椭圆柱面镜表面形貌的检测方法，其特征在于：

其中，所述步骤S1中，在所述检测光汇聚的位置使用小孔滤波的原理进行滤波。

7.根据权利要求4所述的离轴椭圆柱面镜表面形貌的检测方法，其特征在于：

其中，所述步骤S6中，在所述离轴椭圆柱面镜下添加垫片使得所述离轴椭圆柱面镜倾斜。

8.根据权利要求4所述的离轴椭圆柱面镜表面形貌的检测方法，其特征在于：

其中，所述检测光为1级衍射光波。