干涉測量光學材料均勻性的方法技術

一種干涉測量光學材料均勻性的方法，將光學材料加工成前后表面具有一定的夾角α的樣品，利用干涉儀通過五次波面測量，然后計算得到樣品的光學均勻性，為絕對測量結果。特別適合于待測元件超過干涉儀測試口徑的大口徑元件測量。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及光學 材料均勻性，特別是一種，主要用于光學材料均勻性的測量，適用于一般數字干涉儀，特別適合于測量尺寸超過干涉儀測試口徑的待測元件。
技術介紹
光學均勻性的定義是同一光學材料中各點折射率的不一致性，也稱為折射率非均勻性，通常以材料最大折射率和最小折射率的差值來表示。在許多光學應用領域，采用幾百毫米量級的大尺寸光學元件，對材料的要求較高，需要測試光學均勻性。在先技術包括定性測量和定量測量，定量測量又分為一般測量和絕對測量，一般測量是指測試結果包含樣品拋光波面誤差或貼置板波面誤差及測試儀器標準鏡波面誤差等。絕對測量是指測試結果去除樣品拋光波面誤差或貼置板波面誤差及測試儀器標準鏡波面誤差。本專利技術是一種絕對測量的定量測量方法。在先技術[I](參見GBT 7962. 2-1987無色光學玻璃測試方法光學均勻性平行光管測試方法)中所描述的測試方法采用一對平行光管裝置，其一作為準直管，其二作為望遠鏡，用分辨率法和星點法確定玻璃的均勻性，是一種定性測量方法，不能給出定量結果。在先技術[2](參見GBT 7962. 2-2010無色光學玻璃測試方法光學均勻性斐索平面干涉法)中所描述的測試方法采用斐索平面干涉儀測量無色光學玻璃的光學均勻性，是一種定量測量方法。樣品垂直地放置在干涉儀的測試光路中，通過樣品的透射波面的波峰-波谷值除以樣品厚度，即為光學均勻性。測試結果中包含樣品前后表面波面誤差和干涉儀的兩個標準鏡組成的空腔波面誤差，是一般測量方法。在先技術[3](參見GBT 7962. 3-2010無色光學玻璃測試方法光學均勻性全息干涉法)中所描述的測試方法是利用全息差分干涉原理，將反射干涉條紋和透射干涉條紋兩組條紋記錄在一張全息圖上，從全息圖的再現波面，求得折射率變化和厚度變化的數值。是一種絕對測量的定量測量方法。但是要求樣品放置垂直放置在測試光路中，待測元件的口徑不能超過干涉儀口徑。在先技術[4](參見Johannes Schwider, R. Burow, K. -E. Elssner,R. Spolaczyk, and J.Grzanna,“Homogeneity testing by phase samplinginterferometry”，APPLIED OPTICS, Vol. 24, No. 18，p3059，1985)中所描述的測量方法是利用干涉儀測量材料的光學均勻性，將樣品垂直放置在干涉儀的測試光路中，測量樣品前表面波面誤差，透過材料的后表面波前誤差和透過材料的標準反射鏡波面誤差，然后取出樣品測量干涉儀的兩個標準鏡組成的空腔波面誤差。將四次測量的結果通過公式計算得到光學均勻性。是一種絕對測量的定量測量方法。但是要求樣品放置垂直放置在測試光路中，待測元件的口徑不能超過干涉儀口徑
技術實現思路
本專利技術要解決的技術問題在于克服上述已有技術困難，提供一種，通過五次波面測量，計算得到樣品的光學均勻性。特別適合于待測元件超過干涉儀測試口徑的大口徑元件測量。本專利技術的技術解決方案如下一種，其特點在于該方法包括下列步驟①將待測的光學材料加工成樣品，該樣品的前后表面具有一定的夾角α，樣品的前后表面的面形應符合干涉測量要求，一般波面誤差不大于3. 3微米，滿足如下條件，使前后表面的反射光分開本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種干涉測量光學材料均勻性的方法，采用干涉儀測量光學材料均勻性，其特征在于該方法包括下列步驟：①將待測的光學材料加工成樣品（3），該樣品的前后表面具有一定的夾角α，樣品的前后表面的面形應符合干涉測量要求，一般波面誤差不大于3.3微米，滿足如下條件，使前后表面的反射光分開：(2n2-sin2θcosθ)α>δ其中δ為干涉儀的分辨角度，n為樣品平均折射率，θ為入射角。②調整干涉儀的標準透射鏡（1）和標準反射鏡（2）平行，啟動干涉儀，測量干涉儀的標準反射鏡（2）的波面誤差C(x，y)；③在所述的標準透射鏡（1）和標準反射鏡（2）之間放入所述的樣品（3），干涉儀出射光束對樣品（3）的入射角為θ，定義樣品表面法線轉動到入射光束時逆時針為正，再測量透過樣品的標準反射鏡（2）的波面誤差為T1(x,y)；④重新放置所述的樣品（3），該樣品的位置與第③步中樣品（3）的位置關于干涉儀光軸對稱，即干涉儀出射光束對樣品（3）的入射角為？θ，再測量透過樣品的標準反射鏡2的波面誤差為T2(x,y)；⑤移動所述的標準反射鏡（2），使所述的標準反射鏡（2）與所述的樣品（3）的前表面的反射光垂直，測量經樣品的前表面反射的標準反射鏡（2）的波面誤差為A(x,y)；⑥調整所述的標準反射鏡（2），使所述的標準反射鏡（2）與透過樣品的后表面的反射光垂直，測量透過樣品經過樣品后表面反射的標準反射鏡（2）的波面誤差為B(x,y)；⑦數據處理：計算樣品前表面的面形分布Za(x,y)：Za(x,y)=A(x,y)-C(x,y)4cosθ;計算Za(x+Δx,y)：將Za(x,y)水平移位Δx＝2t·tgθ′·cosθ；計算樣品后表面的面形分布Zb(x,y)：Zb(x,y)=B(x,y)+C(x,y)-T1(x,y)-T2(x,y)-2[Za(x,y)-Za(x+Δx,y)](ncosθ′-cosθ)4cosθ計算θ方向均勻性分布Δn+(x,y)：Δn+(x,y)=T1(x,y)-C(x,y)-2[Za(x,y)+Zb(x,y)](ncosθ′-cosθ)2tcosθ′計算？θ方向均勻性分布Δn？(x,y)：Δn？(x,y)＝Δn+(x,y)？T1(x,y)+T2(x,y)計算折射率均勻性Δn：Δn=(Δn+)PV+(Δn-)PV2;其中n為樣品平均折射率，t為樣品厚度，θ為入射角，θ′為折射入樣品中的折射角，以上在測量時為已知量。FDA00002288938700023.jpg...

【技術特征摘要】
1.一種干涉測量光學材料均勻性的方法，采用干涉儀測量光學材料均勻性，其特征在于該方法包括下列步驟 ①將待測的光學材料加工成樣品(3),該樣品的前后表面具有一定的夾角α,樣品的前后表面...

【專利技術屬性】
技術研發人員：欒竹，劉世杰，吳福林，成倩，白云波，
申請(專利權)人：中國科學院上海光學精密機械研究所，
類型：發明
國別省市：