用于高精度小口径小曲率半径凸非球面面形检测的补偿器的制作方法

本发明涉及高精度非球面面形检测，具体涉及一种用于高精度小口径小曲率半径凸非球面面形检测的补偿器设计。

背景技术：

1、在光学设计中，非球面与球面相比，在减少镜头片数、优化系统结构、提高成像质量等方面具有更好的表现。随着空间光学的发展，高精度的非球面在激光通信领域得到越来越广泛的应用。虽然非球面有优良的光学性质，但是高精度非球面面形检测，特别是高精度凸面非球面面形检测，一直是光学检测领域的难题。现有的补偿器结构大多是针对大口径凹面非球面的补偿镜组，补偿镜组结构无法实现对高精度凸面非球面面形检测。

2、实现高精度凸面非球面面形检测的关键是需要针对待测非球面设计一组补偿镜组，结构合理的补偿镜组初始结构对于非球面干涉检测光路的优化十分重要。补偿镜组通常由两片或三片球面镜片组成，将干涉仪发出的球面波转换为与非球面相匹配的非球面波，从而实现对非球面的零位检测。因此，如何提供适用于高精度凸面非球面面形检测补偿镜组的初始结构，是干涉检测领域的关键问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种用于高精度小口径小曲率半径凸非球面面形检测的补偿器，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为达到上述目的，本发明提供一种用于高精度小口径大曲率半径凸非球面面形检测的补偿器，所述高精度小口径小曲率半径凸非球面为待测非球面；所述补偿器整体为沿中心轴线旋转对称结构，补偿器内沿光线入射方向依次排列三个单透镜组成透镜组，所述三个单透镜均为抛光球面，且沿光线入射方向依次为第一镜片、第二镜片和第三镜片；

3、所述待测非球面沿光线入射方向设置于第三镜片后方；

4、所述补偿器将干涉仪发出的球面波转换为与待测非球面相匹配的非球面波，从而实现对待测非球面的零位检测。

5、进一步的，第一镜片左表面曲率半径为56.392mm，右表面曲率半径为123.63mm，厚度为14.973mm，第二镜片左表面曲率半径为59.157mm，右表面曲率半径为64.48mm，厚度为14.604mm，第三镜片左表面曲率半径为97.5mm，右表面曲率半径为112.496mm，厚度为11.175mm，干涉仪发出的球面波的焦点到待测非球面的距离为31.188mm，第一镜片与第二镜片之间的间隔为19.384mm，第二镜片与第三镜片之间的间隔为5.28mm，第三镜片到待测非球面的距离为3.397mm。

6、进一步的，在检测光路中出光面靠近待测非球面，入光面靠近干涉仪镜头。

7、进一步的，所述补偿器工作波段为632.8nm。

8、进一步的，所述补偿器工作时采用干涉仪发出的球面波镜头f数为1.5，镜头口径等于或大于4英寸。

9、进一步的，所述补偿器系统总长为65.416mm，所述三个单透镜最大口径为68mm。

10、进一步的，所述三个单透镜均为熔石英材料。

11、进一步的，所述三个单透镜采用光学冷加工工艺制成。

12、与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下有益效果：

13、本发明提供了一种用于高精度小口径小曲率半径凸非球面面形检测的补偿器的设计初始结构。该补偿器为由三个单透镜组成的透镜组，使得从干涉仪发出的球面波通过补偿器后转换为与待测非球面相匹配的非球面波，从而实现对待测非球面面形的检测。本发明结构简单，易于加工，便于使用。

技术特征：

1.用于高精度小口径小曲率半径凸非球面面形检测的补偿器，所述高精度小口径小曲率半径凸非球面为待测非球面；其特征在于，所述补偿器整体为沿中心轴线旋转对称结构，补偿器内沿光线入射方向依次排列三个单透镜组成透镜组，所述三个单透镜均为抛光球面，且沿光线入射方向依次为第一镜片、第二镜片和第三镜片；

2.根据权利要求1所述的用于高精度小口径小曲率半径凸非球面面形检测的补偿器，其特征在于，第一镜片左表面曲率半径为56.392mm，右表面曲率半径为123.63mm，厚度为14.973mm；第二镜片左表面曲率半径为59.157mm，右表面曲率半径为64.48mm，厚度为14.604mm；第三镜片左表面曲率半径为97.5mm，右表面曲率半径为112.496mm，厚度为11.175mm；干涉仪发出的球面波的焦点到待测非球面的距离为31.188mm，第一镜片与第二镜片之间的间隔为19.384mm，第二镜片与第三镜片之间的间隔为5.28mm，第三镜片到待测非球面的距离为3.397mm。

3.根据权利要求1所述的用于高精度小口径小曲率半径凸非球面面形检测的补偿器，其特征在于，在检测光路中出光面靠近待测非球面，入光面靠近干涉仪镜头。

4.根据权利要求1所述的用于高精度小口径小曲率半径凸非球面面形检测的补偿器，其特征在于，所述补偿器工作波段为632.8nm。

5.根据权利要求1所述的用于高精度小口径大曲率半径凸非球面面形检测的补偿器，其特征在于，所述补偿器工作时采用干涉仪发出的球面波镜头f数为1.5，镜头口径等于或大于4英寸。

6.根据权利要求1所述的用于高精度小口径大曲率半径凸非球面面形检测的补偿器，其特征在于，所述补偿器系统总长为65.416mm，所述三个单透镜最大口径为68mm。

7.根据权利要求1所述的用于高精度小口径大曲率半径凸非球面面形检测的补偿器，其特征在于，所述三个单透镜均为熔石英材料。

8.根据权利要求1所述的用于高精度小口径大曲率半径凸非球面面形检测的补偿器，其特征在于，所述三个单透镜采用光学冷加工工艺制成。

技术总结
本发明公开了用于高精度小口径小曲率半径凸非球面面形检测的补偿器，所述高精度小口径小曲率半径凸非球面为待测非球面；所述补偿器整体为沿中心轴线旋转对称结构，补偿器内沿同一光轴依次排列三个单透镜组成透镜组，所述三个单透镜均为抛光球面，且沿光线入射方向依次为第一镜片、第二镜片和第三镜片；所述待测非球面沿光线入射方向设置于第三镜片后方；所述补偿器将干涉仪发出的球面波转换为与待测非球面相匹配的非球面波，从而实现对待测非球面的零位检测。本发明结构简单，易于加工，方便使用。

技术研发人员：孟梦,蒋泉权,钱俊,刘国淦
受保护的技术使用者：上海现代先进超精密制造中心有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/25