專利名稱：光學(xué)玻璃光學(xué)均勻性測試裝置及其測試方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光學(xué)玻璃光學(xué)均勻性測試裝置及其方法，特別是涉及一種可判斷光波畸 變方向的光學(xué)玻璃光學(xué)均勻性測試裝置及其方法。
背景技術(shù)：
玻璃的光學(xué)均勻性是光學(xué)玻璃質(zhì)量的一個重要指標(biāo)，目前最常用的測試手段是采用菲索 (Fizeau)干涉儀測量，如圖1所示，由He-Ne激光器l、半反半透板2、擴束系統(tǒng)3、透反鏡4 、反射鏡7和CCD8組成菲索干涉儀，He-Ne激光器發(fā)射出的相干光線經(jīng)過半反半透板2和擴束 系統(tǒng)3被擴束，光線在透反鏡4分為兩部分， 一部分沿原路返回，這一部分為參考光，參考光 波面為一平行波面；另一部分光透過透反鏡4后，經(jīng)過待測樣品6，由反射鏡7反射回來，并 和參考光發(fā)生干涉，產(chǎn)生干涉圖，由CCD8記錄下來。通過分析干涉圖，可以發(fā)現(xiàn)光線在通過 待測樣品6后的波面變形情況，從而推算出光學(xué)材料的光學(xué)均勻性。
國際上把畸變光波擬合為一個球面，并用POWER值來表示這個畸變球面波的畸變大小， 而PV值是指畸變光波波面最高點和最低點之間的差值，即波峰一波谷值。對于光學(xué)玻璃來說 ，其退火方式就決定了光學(xué)玻璃有一定的POWER值。
在實際操作中，當(dāng)一束平面波射入待測樣品6，由于待測樣品6存在光學(xué)不均勻性，所以 光波會發(fā)生畸變。通過調(diào)整反射鏡7的方向來得到參考光和透過光的干涉條紋圖像，但得到 的是靜態(tài)干涉條紋圖像?；児獠赡転榛儾姘枷?，也可能是畸變波面突起，但根據(jù)干 涉圖是不能判斷光波畸變的方向，只知道兩點折射率相差多少，而不知道兩點折射率孰大孰 小。但光波畸變方向的判別是非常重要的，只有知道光波畸變的方向，才能得到光學(xué)玻璃各 部分折射率的絕對大小區(qū)別。更重要的是，只有知道了光波畸變方向，才能夠?qū)σ恍y試中 出現(xiàn)的誤差因素進(jìn)行扣除計算，實現(xiàn)高精度快速測量。
目前解決光波畸變方向這個問題一般有兩種方法， 一種是在透反鏡4上安裝壓電陶瓷裝 置，當(dāng)調(diào)整反射鏡7后得到干涉條紋時，用壓電陶瓷裝置控制透反鏡4進(jìn)行微量伸縮，根據(jù)伸 縮量的大小和干涉條紋的變化情況得出光波畸變的方向。這種方法常用于小口徑的干涉儀中 ，在大口徑干涉儀上使用時，成本將會變得非常高，并且?guī)弘娞沾裳b置的干涉儀精度相對 于不帶壓電陶瓷的更低；另外一種方法是采用波長不同的激光源，比較兩個光源得到的干涉 圖像從而推斷出光波變形的方向，這種方法多用在口徑300mm以上的干涉儀中，且這種干涉儀相當(dāng)昂貴。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種成本較低的在光學(xué)均勻性測試中可以判斷光波畸 變方向的裝置。
本發(fā)明還要提供一種上述裝置的測試方法。
本發(fā)明解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是光學(xué)玻璃光學(xué)均勻性測試裝置，包括菲索干 涉儀，在所述菲索干涉儀上的透反鏡和反射鏡之間放置方向判別標(biāo)樣。 光學(xué)玻璃光學(xué)均勻性測試裝置的測試方法，該方法包括以下步驟
1)打開菲索干涉儀干涉儀，放入待測樣品，調(diào)整反射鏡，得出干涉條紋圖像S1，計算 出待測樣品的P0WE&值；
2 )根據(jù)步驟l得到的POWE&值來選擇不同的方向判別標(biāo)樣；
3) 將選擇好的方向判別標(biāo)樣放置于透反鏡和待測樣品之間，沿光路方向，方向判別標(biāo) 樣的具有POWER值的面在前，標(biāo)準(zhǔn)平面在后，調(diào)整反射鏡，得到干涉條紋圖像S2，計算出
P0WER2值；
4) 根據(jù)P0WEI^值與P0WER2值的大小，來判斷待測樣品的光波畸變方向。 本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明直接在現(xiàn)有的菲索干涉儀上的透反鏡和反射鏡之間放置方
向判別標(biāo)樣，整個裝置簡單、維護(hù)方便、成本較低，并且測試方法非常方便，本發(fā)明裝置特 別適合于對大塊光學(xué)玻璃的測試。


圖l是現(xiàn)有的菲索干涉儀的示意圖。
圖2是本發(fā)明的測試裝置的示意圖。 圖3是本發(fā)明的第二種測試裝置的示意圖。 圖4是本發(fā)明的第三種測試裝置的示意圖。
具體實施例方式
如圖2所示，本發(fā)明裝置是在現(xiàn)有的菲索干涉儀上的透反鏡4和反射鏡7之間增加放置方 向判別標(biāo)樣5，方向判別標(biāo)樣5—個面做成標(biāo)準(zhǔn)平面，另一個面做成具有POWER值的面，且各 個方向的PV值相等，沿光路方向，方向判別標(biāo)樣5的具有P0WER值的面在前，標(biāo)準(zhǔn)平面在后， 這樣當(dāng)平面光波通過方向判別標(biāo)樣5后，會形成一個幾乎標(biāo)準(zhǔn)的球面波。
方向判別標(biāo)樣5可用于判斷光學(xué)均勻性測試中光波畸變的方向。方向判別標(biāo)樣5采用石英 玻璃制作，因為石英玻璃的穩(wěn)定性較好，受溫度影響較小。方向判別標(biāo)樣5可安裝在金屬夾具9中，以方便測試。方向判別標(biāo)樣5可以做多個， 一個面做成標(biāo)準(zhǔn)平面，另一個面分別做成 POWER值為O. 1-1. 5。
為了保證方向判別標(biāo)樣5和待測樣品6的絕對平行，使反射損失減少到最小，可以將方向 判別標(biāo)樣5與待測樣品6緊密結(jié)合，中間采用折射液填充空氣，如圖3所示；或?qū)⒎较蚺袆e標(biāo) 樣5與兩邊都緊密結(jié)合有專用貼置板10的待測樣品6緊密結(jié)合，中間同樣采用折射液填充空氣 ，如圖4所示，這樣的結(jié)構(gòu)有利于將待測樣品6的面形誤差降到最低，因為專用貼置板10的兩 邊都是標(biāo)準(zhǔn)平面，能在市場上直接買到，上述折射液的折射率與待測樣品6的折射率相同。
本發(fā)明的測試方法包括以下步驟
1) 打開菲索干涉儀，放入待測樣品6，調(diào)整反射鏡7，得出干涉條紋圖像S1，計算出待 測樣品6的P0WEI^值；
2) 根據(jù)步驟l得到的POWE&值來選擇不同的方向判別標(biāo)樣5， POWE&值大的選擇POWER值 大的方向判別標(biāo)樣5， POWE&值小的選擇POWER值小的方向判別標(biāo)樣5，通常方向判別標(biāo)樣5的 P0WER值小于待測樣品6的P0WEI^值；
3) 將選擇好的方向判別標(biāo)樣5放置于透反鏡4和待測樣品6之間，沿光路方向，方向判別 標(biāo)樣(5)的具有POWER值的面在前，標(biāo)準(zhǔn)平面在后，調(diào)整反射鏡7，得到干涉條紋圖像S2， 計算出P0WER2值；也可以將方向判別標(biāo)樣5與待測樣品6緊密結(jié)合，中間采用折射液填充空氣 ，如圖3所示；或?qū)⒎较蚺袆e標(biāo)樣5與兩邊都緊密結(jié)合有專用貼置板10的待測樣品6緊密結(jié)合
，中間同樣采用折射液填充空氣，如圖4所示；
4) 根據(jù)P0WEI^值與P0WER2值的大小，來判斷待測樣品6的光波畸變方向，如果P0WER2值 較P0WE&值大，其值約為方向判別標(biāo)樣5的POWER值，說明通過待測樣品6的光波畸變方向和 方向判別標(biāo)樣5的方向一致，為正值；如果P0WER2值較P0WEI^值小，其值約為方向判別標(biāo)樣5 的N值，說明光波畸變方向和方向判別標(biāo)樣5相反，為負(fù)值。
權(quán)利要求
1.光學(xué)玻璃光學(xué)均勻性測試裝置，包括菲索干涉儀，其特征在于在所述菲索干涉儀上的透反鏡(4)和反射鏡(7)之間放置方向判別標(biāo)樣(5)。
2 如權(quán)利要求l所述的光學(xué)玻璃光學(xué)均勻性測試裝置，其特征在于 所述方向判別標(biāo)樣(5) —個面做成標(biāo)準(zhǔn)平面，另一個面做成具有POWER值的面，且各個方向 的PV值相等，沿光路方向，方向判別標(biāo)樣(5)的具有POWER值的面在前，標(biāo)準(zhǔn)平面在后。
3 如權(quán)利要求1或2所述的光學(xué)玻璃光學(xué)均勻性測試裝置，其特征在 于所述方向判別標(biāo)樣(5)采用石英玻璃制作。
4 如權(quán)利要求2所述的光學(xué)玻璃光學(xué)均勻性測試裝置，其特征在于 所述POWER值為O. 1-1. 5。
5 光學(xué)玻璃光學(xué)均勻性測試裝置的測試方法，其特征在于該方法 包括以下步驟1) 打開菲索干涉儀干涉儀，放入待測樣品(6)，調(diào)整反射鏡(7)，得出干涉條紋圖 像S1，計算出待測樣品(6)的rowEKi值；2) 根據(jù)步驟l得到的PCWEKi值來選擇不同的方向判別標(biāo)樣(5);3) 將選擇好的方向判別標(biāo)樣(5)放置于透反鏡(4)和待測樣品(6)之間，沿光路 方向，方向判別標(biāo)樣(5)的具有POWER值的面在前，標(biāo)準(zhǔn)平面在后，調(diào)整反射鏡(7)，得 到干涉條紋圖像S2，計算出P^E&值；4) 根據(jù)PCWEKi值與P^E&值的大小，來判斷待測樣品(6)的光波畸變方向。
6 如權(quán)利要求5所述的光學(xué)玻璃光學(xué)均勻性測試裝置的測試方法，其特征在于步驟2)所述的根據(jù)步驟l得到的PCWEKi值來選擇不同的方向判別標(biāo)樣(5)是， POWERi值大的選擇POWER值大的方向判別標(biāo)樣(5) ， POWERi值小的選擇POWER值小的方向判 別標(biāo)樣(5)。
7 如權(quán)利要求6所述的光學(xué)玻璃光學(xué)均勻性測試裝置的測試方法，其 特征在于所述方向判別標(biāo)樣(5)的POWER值小于待測樣品(6)的P0W服i值。
8.如權(quán)利要求5所述的光學(xué)玻璃光學(xué)均勻性測試裝置的測試方法，其 特征在于將步驟3)所述方向判別標(biāo)樣(5)與待測樣品(6)緊密結(jié)合，中間采用折射液 填充空氣，所述折射液的折射率與待測樣品(6)的折射率相同。
9.如權(quán)利要求5所述的光學(xué)玻璃光學(xué)均勻性測試裝置的測試方法，其 特征在于將步驟3)所述方向判別標(biāo)樣(5)與兩邊都緊密結(jié)合有專用貼置板(10)的待測 樣品(6)緊密結(jié)合，中間采用折射液填充空氣，所述折射液的折射率與待測樣品(6)的折 射率相同。
10.如權(quán)利要求5所述的光學(xué)玻璃光學(xué)均勻性測試裝置的測試方法， 其特征在于步驟4)所述根據(jù)PCWEKi值與P^E&值的大小，來判斷待測樣品(6)的光波畸 變方向是，如果P^E&值較PCWEKi值大，其值為方向判別標(biāo)樣(5)的P0WER值，說明通過待 測樣品(6)的光波畸變方向和方向判別標(biāo)樣(5)的方向一致，為正值；如果PCWEKi值較 POTEf^值小，其值為方向判別標(biāo)樣(5)的N值，說明光波畸變方向和方向判別標(biāo)樣(5)相 反，為負(fù)值。
全文摘要
本發(fā)明提供一種成本較低的在光學(xué)均勻性測試中可以判斷光波畸變方向的裝置。光學(xué)玻璃光學(xué)均勻性測試裝置，包括菲索干涉儀，在所述菲索干涉儀上的透反鏡和反射鏡之間放置方向判別標(biāo)樣。本發(fā)明直接在現(xiàn)有的菲索干涉儀上的透反鏡和反射鏡之間放置方向判別標(biāo)樣，整個裝置簡單、維護(hù)方便、成本較低，并且測試方法非常方便，本發(fā)明裝置特別適合于對大塊光學(xué)玻璃的測試。
文檔編號G01M11/02GK101587012SQ20091030385
公開日2009年11月25日 申請日期2009年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月30日
發(fā)明者吳志強, 張曉剛, 毛露路, 田豐貴, 熔 胡, 許國珍 申請人:成都光明光電股份有限公司