用于自由曲面干涉检测的自适应补偿环形腔装置与方法

文档序号:25616106发布日期:2021-06-25 16:06阅读:来源:国知局

技术特征:
1.用于自由曲面干涉检测的自适应补偿环形腔装置,其特征在于:包括偏振干涉系统(l1)、自适应补偿环形腔系统(l2)、部分零位补偿镜(l3)和被测自由曲面(l4);所述偏振干涉系统(l1)包括依次水平设置的激光器(s1)、扩束器(s2)、第一分束器(s3),所述第一分束器(s3)的上侧光路上设置有第一标准平面反射镜(s4),所述第一分束器(s3)的下侧光路上设置有第二分束器(s5),所述第二分束器(s5)的反向依次水平设置有rp(s6)、成像透镜(s7)和ccd图像传感器(s8);所述自适应补偿环形腔系统(l2)包括水平设置的第一偏振分束器(s9)、λ/2波片(s10)、可变形反射镜(s11),所述第一偏振分束器(s9)的下侧光路依次设置有第三分束器(s12)、第二偏振分束器(s14),所述可变形反射镜(s11)的下侧光路设置有第二标准平面反射镜(s13);所述第二偏振分束器(s14)的反向依次水平设置所述部分零位补偿镜(l3)和被测自由曲面(l4);所述偏振干涉系统(l1)的激光器(s1)、扩束器(s2)、第一分束器(s3)与所述自适应补偿环形腔系统(l2)的第一偏振分束器(s9)、λ/2波片(s10)、可变形反射镜(s11)在同一水平方向上,所述分束器(s5)、rp(s6)、成像透镜(s7)和ccd图像传感器(s8)与所述第三分束器(s12)在同一水平方向上,所述第二偏振分束器(s14)与所述第二标准平面反射镜(s13)在同一水平方向上;所述部分零位补偿镜(l3)给旋转对称像差补偿,所述可变形反射镜(s11)给非旋转对称像差补偿。2.根据权利要求1所述的用于自由曲面干涉检测的自适应补偿环形腔装置,其特征在于:所述第一分束器(s3)、第二分束器(s5)的反射/透射比为0.5:0.5,所述第三分束器(s12)的反射/透射比为0.3:0.7。3.一种基于权利要求1所述的用于自由曲面干涉检测的自适应补偿环形腔装置的方法,其特征在于包括以下步骤:(1)激光器(s1)出射的细光束被扩束器(s2)扩束后,经第一分束器(s3)将扩束器(s2)传输的准直光束分为两部分,其中一路被第一分束器(s3)反射,根据第一分束器(s3)的反射/透射比,相应比例的光能被第一分束器(s3)反射,相应比例的光能透过第一分束器(s3)继续向前传播至自适应补偿环形腔系统(l2);第一分束器(s3)的反射光线在被第一标准平面反射镜(s4)反射后返回并透过第一分束器(s3),经第二分束器(s5)反射后通过rp(s6)和成像透镜(s7)作为参考光束;(2)偏振干涉系统(l1)的光束进入自适应环形补偿系统(l2)中,p偏振光全部通过第一偏振分束器(s9)后穿过λ/2波片(s10),其偏振方向发生90度偏转变为s偏振光到达可变形反射镜(s11),可变形反射镜(s11)预先完成位姿标定,经过可变形反射镜(s11)反射后到达第二标准平面反射镜(s13),继续被第二标准平面反射镜(s13)反射,由于此时光束为s偏振光所以经过第二偏振分束器(s14)时所有光束全部被反射;经过第三分束器(s12)时一部分s偏振光被第三分束器(s12)反射,根据第三分束器(s12)的反射/透射比,相应比例的光能被第三分束器(s12)反射,该反射光线依次通过偏振干涉系统(l1)中的第二分束器(s5)、rp(s6)和成像透镜(s7),由于这部分s偏振光只经历可变形反射镜(s11)的一次反射,所以携带可变形反射镜(s11)表面变形的信息成为监测光束,监测光束和参考光束的s偏振光发生
干涉,干涉图成像到ccd图像传感器(s8)上,相应比例的光能透过第三分束器(s12)到达第一偏振分束器(s9),此时仍为s偏振光所以全部被偏振分束器s9反射,并再次穿过λ/2波片(s10)后成为p偏振光,经过可变形反射镜(s11)和第二标准平面反射镜(s13)的两次反射后,将全部透过第二偏振分束器(s14)并经过部分零位补偿镜(l3);(3)经过自适应补偿环形腔系统(l2)和部分零位补偿镜(l3)像差校正后的波形与被测自由曲面(l4)的表面匹配,该路波束被被测自由曲面(l4)反射,经被测自由曲面(l4)反射后,由所述自适应补偿环形腔系统(l2)反向传输接受另一次像差校正,变成近似的准直光束,准直光束返回干涉偏振系统(l1)被第一分束器(s3)反射后到达第二分束器(s5)继续被第二分束器(s5)反射,依次通过rp(s6)和成像透镜(s7),返回的p偏振光携带被测自由曲面(l4)的面形信息作为检测光束,检测光束和参考光束的p偏振光发生干涉,干涉图成像到ccd图像传感器(s8)上;(4)通过ccd图像传感器(s8)接收的干涉图对自适应补偿环形腔系统(l2)进行反馈控制,以产生干涉仪可分辨的稀疏干涉图,用以测量被测自由曲面(l4)的面形。
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