專利名稱：用液晶顯示器件的計(jì)算全息非球面干涉測量儀的制作方法
專利說明
一、技術(shù)領(lǐng)域本實(shí)用新型涉及一種計(jì)算全息光學(xué)干涉測量儀器，特別是一種用液晶顯示器件的計(jì)算全息非球面干涉測量儀。
二背景技術(shù)：
計(jì)算全息，又稱計(jì)算機(jī)制全息圖，它是建立在計(jì)算機(jī)和光學(xué)全息的基礎(chǔ)上，它不需要物體的實(shí)際存在，而是把物波的數(shù)學(xué)描述輸入計(jì)算機(jī)處理后，控制繪圖儀或其它顯示設(shè)備來制作的。它的最大特點(diǎn)是只要物波前的數(shù)學(xué)模型已知，就能產(chǎn)生實(shí)際上不存在物體的衍射，因而它能精確地提供非球面或球面檢測中所需的“標(biāo)準(zhǔn)樣板”。目前，與本實(shí)用新型相關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)如“計(jì)算全息用于斯米特非球面透鏡的測試”(劉良讀，光儀技術(shù).-1991)。它的測量裝置構(gòu)成是修正型的泰曼—格林干涉儀，該方法采用零位光學(xué)元件加計(jì)算全息圖的組合補(bǔ)償檢測法，即用透鏡的球差和制造精密的零位光學(xué)系統(tǒng)先來完成初始的補(bǔ)償，使非球面鏡波差的絕大部分得到補(bǔ)償，剩余的波差再用計(jì)算全息圖來補(bǔ)償，經(jīng)過這種組合補(bǔ)償，可以檢測范圍較大的非球面鏡波差，測試效果也較好。然后對整個(gè)干涉儀系統(tǒng)進(jìn)行光線追跡，求出照相底片平面上的波差，最后制作所需的計(jì)算全息圖。該方法在使用中存在的不足是由于其中計(jì)算全息圖所用記錄介質(zhì)是照相底片，因此為制作一幅介質(zhì)為底片的計(jì)算全息圖，必須先畫圖，然后用照相縮微的方法，把它翻拍到照相底片上，這過程所花費(fèi)的時(shí)間較長，所以它不能實(shí)時(shí)產(chǎn)生計(jì)算全息圖，應(yīng)此限制了它在實(shí)時(shí)處理中的應(yīng)用。
三
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種由計(jì)算機(jī)控制，快速、實(shí)時(shí)產(chǎn)生計(jì)算全息圖的用液晶顯示器件的計(jì)算全息非球面干涉測量儀。
本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的。用液晶顯示器件的計(jì)算全息非球面干涉測量儀采用泰曼—格林干涉儀系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，它包括激光器、反光鏡、透鏡、光闌、擴(kuò)束透鏡、分光鏡、補(bǔ)償透鏡、被檢非球面鏡、壓電晶體、電源、會聚鏡、空間濾波器、光電耦合器件和計(jì)算機(jī)，被檢非球面鏡的頂點(diǎn)曲率中心和補(bǔ)償透鏡的焦點(diǎn)重合，其特征是在分光鏡和會聚鏡之間的光路上，設(shè)置有記錄全息圖的液晶顯示器，液晶顯示器可以是透光型液晶顯示器，也可以是背光型液晶顯示器，液晶顯示器的電子輸出端與計(jì)算機(jī)相連。本實(shí)用新型是在泰曼—格林干涉儀系統(tǒng)或裴索干涉儀系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上的改進(jìn)。系統(tǒng)中采用液晶顯示器作為全息圖的記錄介質(zhì)，在實(shí)測中，同樣，先要采用零位補(bǔ)償系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)償才能實(shí)現(xiàn)零位檢測。即采用零位光學(xué)元件加計(jì)算全息圖的組合補(bǔ)償檢測法，用透鏡的球差和制造精密的零位光學(xué)系統(tǒng)來完成初始補(bǔ)償，使非球面鏡波差的絕大部分得到補(bǔ)償，剩余的波差再用制作簡單的計(jì)算全息圖來補(bǔ)償，然后對整個(gè)干涉儀系統(tǒng)進(jìn)行光線追跡，求出液晶顯示器平面上的波差表達(dá)式φ(x，y)，即可由計(jì)算機(jī)根據(jù)數(shù)值迭代法求取條紋的形狀和位置，從而制作出所需的計(jì)算全息圖，并顯示在液晶電視上。另外，由被檢鏡光路臂返回干涉儀的是經(jīng)過零位光學(xué)補(bǔ)償系統(tǒng)的波面，它經(jīng)分光鏡反射后，進(jìn)入液晶顯示器，與液晶顯示器上計(jì)算全息圖疊加，形成疊加干涉圖像。然后，疊加干涉圖像再經(jīng)會聚透鏡由空間濾波器、光電耦合器接收，最后由計(jì)算機(jī)計(jì)算得出被檢非球面面形的誤差。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比其顯著的效果是在檢測光路中采用液晶顯示器作為計(jì)算全息圖的記錄介質(zhì)，并利用計(jì)算機(jī)操作實(shí)時(shí)產(chǎn)生和提供非球面或球面檢測中所需的標(biāo)準(zhǔn)樣板——計(jì)算全息圖，操作簡單方便、精確度高、省時(shí)省力，大大提高了工作效率，實(shí)現(xiàn)了對非球面面形進(jìn)行快速、實(shí)時(shí)的檢測。
四

圖1為本實(shí)用新型所述采用透光型液晶顯示器件的計(jì)算全息非球面干涉測量儀系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖。
圖2為本實(shí)用新型所述采用背光型液晶顯示器件的計(jì)算全息非球面干涉測量儀系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖。
五具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的具體結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
參見圖1，本實(shí)用新型所述的液晶顯示器件的計(jì)算全息非球面干涉測量儀是由激光器1、反光鏡2、透鏡3、光闌4、擴(kuò)束透鏡5、分光鏡6、補(bǔ)償透鏡7、被檢非球面8、壓電晶體9、電源10、會聚透鏡11、空間濾波器12、光電耦合器件13、計(jì)算機(jī)14、液晶顯示器15組成。各元器件的位置結(jié)構(gòu)按泰曼—格林干涉儀系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)置，其中，被檢非球面鏡8的頂點(diǎn)曲率中心和補(bǔ)償透鏡7的焦點(diǎn)重合，液晶顯示器15采用透光型液晶顯示器，也可采用透光型液晶顯示器，當(dāng)采用透光型液晶顯示器時(shí)，它設(shè)置在從分光鏡6反射后與會聚鏡11之間的光路上，被檢非球面干涉圖和計(jì)算機(jī)提供的計(jì)算全息圖在液晶顯示器15處疊加，當(dāng)采用背光型液晶顯示器時(shí)，液晶顯示器15設(shè)置在經(jīng)分光板16后的光路上，見圖2，此時(shí)，被檢非球面干涉圖和計(jì)算機(jī)提供的計(jì)算全息圖是在分光板16處疊加，液晶顯示器15的輸出與計(jì)算機(jī)14相連。本實(shí)用新型還適用于裴索干涉儀系統(tǒng)。
權(quán)利要求1.一種用液晶顯示器件的計(jì)算全息非球面干涉測量儀，它包括激光器[1]、反光鏡[2]、透鏡[3]、光闌[4]、擴(kuò)束透鏡[5]、分光鏡[6]、補(bǔ)償透鏡[7]、被檢非球面鏡[8]、壓電晶體[9]、電源[10]、會聚鏡[11]、空間濾波器[12]、光電耦合器件[13]和計(jì)算機(jī)[14]，被檢非球面鏡[8]的頂點(diǎn)曲率中心和補(bǔ)償透鏡[7]的焦點(diǎn)重合，其特征是在分光鏡[6]和會聚鏡[11]之間的光路上設(shè)置有用于記錄全息圖的液晶顯示器[15]，液晶顯示器[15]的電子輸出端與計(jì)算機(jī)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用液晶顯示器件的計(jì)算全息非球面干涉測量儀，其特征是液晶顯示器[15]采用透光型液晶顯示器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用液晶顯示器件的計(jì)算全息非球面干涉測量儀，其特征是液晶顯示器[15]采用背光型液晶顯示器。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種用液晶顯示器件的計(jì)算全息非球面干涉測量儀。其特征在于它是在泰曼－格林干涉儀或裴索干涉儀系統(tǒng)中，采用液晶顯示器作為計(jì)算全息圖的記錄介質(zhì)，并利用計(jì)算機(jī)操作實(shí)時(shí)產(chǎn)生和提供非球面或球面檢測中所需的標(biāo)準(zhǔn)樣板—計(jì)算全息圖，操作簡單方便、精確度高、省時(shí)省力，大大提高了工作效率，實(shí)現(xiàn)了對非球面面形干涉的快速、實(shí)時(shí)檢測?？蓮V泛用于工廠和科研院校。
文檔編號G01B9/023GK2679645SQ200420025468
公開日2005年2月16日 申請日期2004年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月17日
發(fā)明者朱日宏, 席慶奎, 何勇, 陳磊, 王青, 高志山, 白雪蓮 申請人:南京理工大學(xué)