[发明专利]一种镜头内部形变的弱相干光学检测方法与系统

权利要求书

1.一种镜头内部形变的弱相干光学检测方法，其特征在于包括以下步骤：

S1、利用OCT方法分别采集镜头形变前后各镜片表面的干涉光谱；所述的镜头包括同光轴布置的多片镜片，每个镜片上下两侧的每侧表面均作为一个镜片表面，各个镜片上下两侧表面组成各个镜片表面；

S2、对镜头形变前和镜头形变后镜头的干涉光谱均提取获得各镜片表面的深度域复数信号，深度域复数信号分为强度分量和相位分量，以强度分量作为深度域强度信号，以相位分量作为深度域相位信号；

S3、基于深度域强度信号，对各个镜片表面进行微米精度的表面定位，获得每个镜片表面的像素位置及亚像素位置；

S4、基于深度域相位信号，检测纳米精度的镜头内部形变；

S5、基于深度域复数信号和各镜片表面的像素位置，计算各镜片表面的光谱域相位；

S6、基于各镜片表面的光谱域相位，补偿镜头内部形变的包裹量，扩展量程至微米量级；

所述S3，基于深度域强度信号，进行微米精度的表面定位，具体是针对每个镜片表面均按照以下方式处理：

创建镜头中每个镜片表面的约束区域；

在所述约束区域内对深度域强度信号提取每个镜片表面的像素位置；

用离散谱校正法，校正每个镜片表面的像素位置，获取每个镜片表面的亚像素位置；

所述的创建镜头中每个镜片表面的约束区域，具体为：

通过镜头的设计参数建模镜头模型；

多次模拟纵向深度扫描的扫描光束通过镜头模型，对每次扫描光束做光线追迹获得扫描光束轨迹，以及获得扫描光束与镜头模型各镜片表面的交点；

根据各次扫描的扫描光束轨迹，将扫描光束与镜头模型各镜片表面的交点，转换成镜头OCT光程模型中对应的点，转换后的点构成镜头OCT光程模型；

在镜头OCT光程模型上，将每个镜片表面向两侧垂直扩展预设像素宽度形成该镜片表面的约束区域，从而创建了每个镜片表面的约束区域。

2.根据权利要求1所述的一种镜头内部形变的弱相干光学检测方法，其特征在于：所述S1，利用OCT方法分别采集镜头形变前后各镜片表面的干涉光谱，具体为：

基于OCT装置采集镜头形变前T1的各镜片表面的干涉光谱；

将镜头取下，将镜头形变后T2的镜头装夹上，使镜头形变后T2的各镜片表面的位置与镜头形变前T1的各镜片表面的位置重合；

基于OCT装置采集镜头形变后T2的各镜片表面的干涉光谱。

3.根据权利要求1所述的一种镜头内部形变的弱相干光学检测方法，其特征在于：根据各次扫描的扫描光束轨迹，将扫描光束与镜头模型各表面的交点，转换成镜头OCT光程模型中对应的点，转换后的点构成镜头OCT光程模型，具体为：

将扫描光束与镜头模型各镜片表面的交点在镜头OCT光程模型中对应的点绘制在扫描光束轨迹进入镜头模型前的初始传播方向上；

扫描光束与镜头模型每个镜片表面的交点在镜头OCT光程模型中对应的点到OCT装置零光程面的距离，等于镜头模型中扫描光束轨迹上从OCT装置的零光程面传播到交点的光程；

对各次扫描的轨迹进行同样处理，得到扫描光束与镜头模型各镜片表面的所有交点在镜头OCT光程模型中对应的点，所述点构成了镜头OCT光程模型。

4.根据权利要求1所述的一种镜头内部形变的弱相干光学检测方法，其特征在于：所述S4，基于深度域相位信号，检测纳米精度的镜头内部形变，具体为：

在每个镜片表面的像素位置处，计算镜头形变前后的深度域相位信号之差获得镜片表面的深度域相位差；

处理获得镜头形变前后的参考信号的相位之差作为参考信号的相位变化；

利用参考信号的相位变化补偿所述镜片表面的深度域相位差；

将补偿后的镜片表面的深度域相位差换算为镜头内部形变量。