本发明专利技术大口径非球面主镜二次常数的测量装置与方法，包括相移干涉仪、激光跟踪仪、准直平面镜；相位干涉仪的标准镜头的焦点位于被测非球面主镜的曲率中心位置处；激光跟踪仪的靶球放置在相移干涉仪的标准镜头的焦点处，用激光跟踪仪和靶球获得曲率中心的坐标、将靶球移至被测非球面主镜的中心孔边缘获得靶球的坐标和半径，计算得被测非球面主镜的顶点的曲率半径；在被测非球面主镜前方放置准直平面镜，移动相移干涉仪至被测非球面主镜的焦点处，由激光跟踪仪和靶球获得被测非球面主镜的焦点的坐标，根据曲率中心的坐标和被测非球面主镜的焦点的坐标，获得被测非球面主镜的曲率中心到被测非球面主镜的焦点的距离，计算出被测非球面主镜的二次常数。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术大口径非球面主镜二次常数的测量装置与方法，包括相移干涉仪、激光跟踪仪、准直平面镜；相位干涉仪的标准镜头的焦点位于被测非球面主镜的曲率中心位置处；激光跟踪仪的靶球放置在相移干涉仪的标准镜头的焦点处，用激光跟踪仪和靶球获得曲率中心的坐标、将靶球移至被测非球面主镜的中心孔边缘获得靶球的坐标和半径，计算得被测非球面主镜的顶点的曲率半径；在被测非球面主镜前方放置准直平面镜，移动相移干涉仪至被测非球面主镜的焦点处，由激光跟踪仪和靶球获得被测非球面主镜的焦点的坐标，根据曲率中心的坐标和被测非球面主镜的焦点的坐标，获得被测非球面主镜的曲率中心到被测非球面主镜的焦点的距离，计算出被测非球面主镜的二次常数。【专利说明】—种大口径非球面主镜二次常数测量装置与方法
本专利技术属于先进光学制造与检测领域，涉及一种光学检测装置，特别涉及一种大口径非球面主镜检测系统。
技术介绍
对于光学系统来讲，非球面的应用可以增加光学设计的自由度，并且对改善光学系统成像质量，提高光学性能，减小外形尺寸和重量几方面起着重要作用。与球面相比较，非球面在校正像差方面有更好的优势，往往一块非球面镜可以代替很多块球面镜的作用，从而大大减小了整个光学系统单元的数量和重量。因此，现代的大型光学系统主镜都是采用非球面。然而，大型非球面的加工和检测都要比球面困难得多，这是因为:球面有无数个对称轴，而非球面只有一个，所以非球面不能采用球面加工时的对研方法加工；非球面各环带的曲率半径不同，在抛光时面形难以修正。尽管目前发展出多种非球面的检测技术，但对于某些形式的非球面仍然不能有一个行之有效的测量方法。顶点曲率半径和二次常数是非球面的两个重要的特征参数，它的准确测量和控制对确保大口径非球面主镜零检验的可靠性非常重要。非球面的面形表达式主要由双曲线、抛物线和椭圆的部分绕其中心轴旋转而成的,表达式如下: 【权利要求】1.一种大口径非球面主镜二次常数的测量装置，其特征在于:包括相移干涉仪、激光跟踪仪、准直平面镜和被测大口径非球面主镜；其中相位干涉仪的标准镜头的焦点位于被测非球面主镜的曲率中心位置处；将激光跟踪仪的靶球放置在相移干涉仪的标准镜头的焦点处，用激光跟踪仪和靶球获得曲率中心的坐标；将靶球移至被测非球面主镜的中心孔边缘处，获得靶球的坐标；根据曲率中心的坐标、靶球的坐标和靶球的半径，计算得被测非球面主镜的顶点的曲率半径；在被测非球面主镜的前方放置一准直平面镜，移动相移干涉仪至被测非球面主镜的焦点处，通过激光跟踪仪和靶球获得被测非球面主镜的焦点的坐标，根据曲率中心的坐标和被测非球面主镜的焦点的坐标，获得被测非球面主镜的曲率中心到被测非球面主镜的焦点的距离，根据二次曲线常数的表达式，计算并得到被测非球面主镜的二次常数。2.如权利要求1所述的大口径非球面主镜二次常数的测量装置，该装置主要用于测量抛物面或近似抛物面主镜，或测量中心无孔的小口径抛物面主镜。3.如权利要求1所述的大口径非球面主镜二次常数的测量装置，准直平面镜针对不同孔径的被测非球面主镜选择不同口径的平面镜，准直平面镜在200mm以上的口径都能看到清晰的干涉图。4.如权利要求1所述的大口径非球面主镜二次常数的测量装置，其特征在于:被测非球面主镜具有中心孔时，被测非球面主镜的曲率中心是一个虚点，则要计算出中心孔的矢高，用于获得曲率中心的坐标。5.如权利要求1所述的大口径非球面主镜二次常数的测量装置，其特征在于:对于口径极大的被测非球面主镜不需要与其同样大小的准直平面镜来确定被测非球面主镜的焦点坐标，只需要一块倾斜可调的小块平面镜，获得被测非球面主镜的焦点坐标。6.如权利要求5所述的大口径非球面主镜二次常数的测量装置，其特征在于:所述倾斜可调的小块平面镜倾斜调节范围±5°内可调节的小块平面镜。7.一种大口径非球面`主镜二次常数的测量方法，测量步骤如下: 步骤a:用相移干涉仪对准被测非球面主镜，当被测非球面主镜的干涉条纹零条纹刚好消失在中心孔内时，将激光跟踪仪的靶球放置在相移干涉仪的标准镜头的焦点处，确定标准镜头的焦点的坐标； 步骤b:移动靶球至被测非球面主镜的中心孔的边缘处，确定靶球的坐标，根据确定的标准镜头的焦点的坐标、靶球球心的坐标和靶球的半径，获得被测非球面主镜的曲率半径，误差在5mm内； 步骤c:测量出被测非球面主镜中心孔的口径大小，根据已经测得的被测非球面主镜的曲率半径，计算被测非球面主镜的中心孔的矢高，误差在0.05mm内； 步骤d:调整相移干涉仪，当被测非球面主镜的干涉条纹零条纹出现在被测非球面主镜的中心孔边缘处，将激光跟踪仪的靶球放置在相移干涉仪的标准镜头的焦点附近通过干涉图调整靶球位置，再由激光跟踪仪确定出相移干涉仪的标准镜头的焦点的位置坐标，用该位置坐标的纵坐标Z1值减去已经求得的中心孔矢高，就得到曲率中心的坐标； 步骤f:将靶球放置在被测非球面主镜的中心孔的边缘处，确定靶球在中心孔的边缘处的位置坐标，根据已经求得的曲率中心坐标和靶球的半径，求得被测非球面主镜的曲率半径；步骤g:利用二次曲线常数的定义式，得到被测非球面主镜的二次常数K表示如下: 【文档编号】G01B11/00GK103557791SQ201310554441【公开日】2014年2月5日 申请日期:2013年11月8日 优先权日:2013年11月8日 【专利技术者】吴永前, 黄传科, 范斌, 张永红 申请人:中国科学院光电技术研究所本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种大口径非球面主镜二次常数的测量装置，其特征在于：包括相移干涉仪、激光跟踪仪、准直平面镜和被测大口径非球面主镜；其中相位干涉仪的标准镜头的焦点位于被测非球面主镜的曲率中心位置处；将激光跟踪仪的靶球放置在相移干涉仪的标准镜头的焦点处，用激光跟踪仪和靶球获得曲率中心的坐标；将靶球移至被测非球面主镜的中心孔边缘处，获得靶球的坐标；根据曲率中心的坐标、靶球的坐标和靶球的半径，计算得被测非球面主镜的顶点的曲率半径；在被测非球面主镜的前方放置一准直平面镜，移动相移干涉仪至被测非球面主镜的焦点处，通过激光跟踪仪和靶球获得被测非球面主镜的焦点的坐标，根据曲率中心的坐标和被测非球面主镜的焦点的坐标，获得被测非球面主镜的曲率中心到被测非球面主镜的焦点的距离，根据二次曲线常数的表达式，计算并得到被测非球面主镜的二次常数。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：吴永前，黄传科，范斌，张永红，
申请(专利权)人：中国科学院光电技术研究所，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。