[发明专利]自准直式共焦透镜焦距测量方法

摘要

本发明属于光学精密测量技术领域，涉及一种自准直式共焦透镜焦距测量方法。该方法将自准直思想融入到共焦测量方法中，进而实现透镜顶焦距及焦距的高精度测量。其核心思想是，引入辅助平面反射镜将被测透镜准直成的平行光束沿原光路反射，并配合共焦技术对被测透镜的焦点及表面顶点进行精确定位，进而得到被测透镜的顶焦距及焦距。本发明首次将自准直测量思想融入共焦测量方法，利用共焦响应曲线的最大值点精确确定被测透镜的焦点及表面顶点位置，具有测量精度高、抗环境干扰能力强等优点，可用于透镜焦距的高精度检测。

主权项

自准直式共焦透镜焦距测量方法，其特征在于：(a)打开点光源，其发出的光经分光镜、准直透镜后形成平行光束，该平行光束经会聚透镜会聚后形成测量光束照射在被测透镜上；辅助平面反射镜放置于被测透镜后方，透过被测透镜的光束被辅助平面反射镜反射；反射回来的光经被测透镜、会聚透镜和准直透镜后由分光镜反射进入共焦测量系统；(b)被测透镜与辅助平面反射镜组成被测系统，移动被测系统能使被测透镜和辅助平面反射镜同时沿光轴方向移动；调整被测透镜，使其与测量光束共光轴，调整辅助平面反射镜，使其表面与测量光束光轴相垂直；(c)沿光轴方向移动被测系统，使测量光束的聚焦焦点与被测透镜焦点接近；当测量光束聚焦焦点与被测透镜的焦点重合时，测量光束经被测透镜准直后再次形成平行光束照射在辅助平面反射镜上，辅助平面反射镜将照射在其表面上的光束沿原光路反射折回；在该位置附近扫描被测系统，由共焦测量系统测得共焦响应曲线，通过共焦响应曲线的最大值点来确定测量光束的聚焦焦点与被测透镜焦点相重合，进而精确确定被测透镜的焦点位置，记录此时被测系统的位置z1；(d)继续沿光轴方向移动被测系统，使测量光束聚焦于被测透镜表面附近；在该位置附近扫描被测系统，由共焦测量系统测得共焦响应曲线，通过共焦响应曲线的最大值点来确定测量光束的聚焦焦点与被测透镜表面相重合，进而精确确定被测透镜表面顶点位置，记录此时被测系统的位置z2；(e)根据上述两次定焦得到的被测系统位置z1、z2，即可得到被测透镜的顶焦距lF′＝|z1‑z2|。