基于厚度基準傳遞的光學透鏡中心厚測量方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于光學干涉測量技術領域，具體涉及基于厚度基準傳遞的光學透鏡中心厚測量方法。
【背景技術】
[0002]高精度光學成像鏡頭通常由多個光學透鏡組成，為了達到理想的成像質量，要求光學鏡頭的透射波前達到衍射極限，而透鏡中心厚度誤差是光學鏡頭透射波前誤差的主要來源之一。
[0003]現有技術中，通常利用基于寬帶短相干激光干涉術的鏡面定位儀高精度測量光學透鏡中心厚度，鏡面定位儀直接測量的參量是透鏡中心的光程，然而利用鏡面定位儀的測量結果獲得光學透鏡中心厚度的前提是光學材料的折射率精確已知。由于鏡面定位儀的激光源屬于寬帶短相干光源，因此這里的光學材料折射率指的是該激光波長下的群折射率，而精確獲得被檢光學透鏡的材料群折射率比較困難，因為不同光學材料生產廠家的生產工藝不同，導致不同廠家生產的同一類型光學材料的群折射率會有較大差別。精確測量被檢光學透鏡的材料群折射率是利用鏡面定位儀高精度測量光學透鏡中心厚度的關鍵環節之一，而現有技術通常采用被檢光學透鏡材料的名義群折射率，無法體現材料生產廠家不同生產工藝對材料群折射率的影響，限制了光學透鏡中心厚度的測量精度。

【發明內容】

[0004]為了解決現有技術中存在的問題，本發明提供了基于厚度基準傳遞的光學透鏡中心厚測量方法，該方法通過結合基于寬帶短相干激光干涉術的鏡面定位儀和標準量塊厚度基準傳遞精確測量光學透鏡材料的群折射率，從而確保利用鏡面定位儀實現光學透鏡中心厚高精度測量。
[0005]本發明解決技術問題所采用的技術方案如下:
[0006]基于厚度基準傳遞的光學透鏡中心厚測量方法，該方法包括如下步驟:
[0007]步驟一:加工一個滿足國標要求的，與被檢光學透鏡同一批次生產的光學材料標準量塊；
[0008]步驟二:通過鏡面定位儀測量所述標準量塊的光程Lo，
[0009]Lo = nTo，
[0010]其中，n為光學材料的群折射率，To為標準量塊的物理厚度；
[0011 ]步驟三:利用立式光學計測量所述標準量塊的物理厚度To，通過鏡面定位儀和立式光學計測量結果的比值獲得光學材料的群折射；
[0012]步驟四:通過鏡面定位儀測量被檢光學透鏡的中心光程L，則光學透鏡中心厚度T可由下式計算:
[0013]T = L/n = LXTo/Lo0
[0014]本發明的有益效果是:本發明結合基于寬帶短相干激光干涉術的鏡面定位儀和標準量塊的厚度基準傳遞精確測量光學透鏡材料的群折射率，從而確保利用鏡面定位儀實現光學透鏡中心厚度的高精度測量。利用被檢光學透鏡相同光學材料加工一個滿足國標要求的標準量塊，然后分別用鏡面定位儀和立式光學計測量該量塊的光程和物理厚度。通過立式光學計測量光學標準量塊厚度，可將光學材料的厚度基準傳遞至立式光學計。通過結合鏡面定位儀和立式光學計測量同一個光學標準量塊的結果可以精確計算出被檢光學材料的群折射率，從而提高鏡面定位儀測量光學透鏡中心厚度時的檢測精度。
【附圖說明】
[0015]圖1本發明基于厚度基準傳遞的光學透鏡中心厚測量方法示意圖。
[0016]圖中:1、立式光學計，2、標準量塊，3、鏡面定位儀和4、被檢光學透鏡。
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖和實施例對本發明做進一步詳細說明。
[0018]如圖1所示，基于厚度基準傳遞的光學透鏡中心厚測量方法，該方法包括如下步驟:
[0019]步驟一:加工一個滿足國標要求的，與被檢光學透鏡4同一批次生產的光學材料標準量塊2。
[0020]步驟二:通過鏡面定位儀3測量所述標準量塊的光程Lo，
[0021]Lo = nTo，
[0022]其中，n為光學材料的群折射率，To為標準量塊的物理厚度。
[0023]步驟三:立式光學計1雖然不能用于測量光學透鏡的中心厚度，但可以直接用于高精度測量標準量塊的物理厚度，測量精度可以達到亞微米量級。通過利用立式光學計1測量光學標準量塊厚度，可將光學材料的厚度基準傳遞至立式光學計1。此時，光學材料的群折射率可由鏡面定位儀3和立式光學計1測量結果的比值獲得，
[0024]n = Lo/Too
[0025]其中，立式光學計可以由三坐標測量機替換。
[0026]步驟四:通過鏡面定位儀3測量被檢光學透鏡的中心光程L，則光學透鏡中心厚度T可由下式計算:
[0027]T = L/n = LX To/Loo
【主權項】
1.基于厚度基準傳遞的光學透鏡中心厚測量方法，其特征在于，該方法包括如下步驟: 步驟一:加工一個滿足國標要求的，與被檢光學透鏡同一批次生產的光學材料標準量塊； 步驟二:通過鏡面定位儀測量所述標準量塊的光程Lo，Lo = nTo， 其中，η為光學材料的群折射率，To為標準量塊的物理厚度； 步驟三:利用立式光學計測量所述標準量塊的物理厚度To，通過鏡面定位儀和立式光學計測量結果的比值獲得光學材料的群折射率； 步驟四:通過鏡面定位儀測量被檢光學透鏡的中心光程L，則光學透鏡中心厚度T可由下式計算:T = L/n = LX To/Loo2.根據權利要求1所述的基于厚度基準傳遞的光學透鏡中心厚測量方法，其特征在于，所述步驟三中的立式光學計由三坐標測量機替換。
【專利摘要】基于厚度基準傳遞的光學透鏡中心厚測量方法屬于光學干涉測量技術領域，該方法包括：加工一個滿足國標要求的，與被檢光學透鏡同一批次生產的光學材料標準量塊；通過鏡面定位儀測量所述標準量塊的光程L0，L0＝nT0，n為光學材料的群折射率，T0為標準量塊的物理厚度；利用立式光學計測量所述標準量塊的物理厚度T0，通過鏡面定位儀和立式光學計測量結果的比值獲得光學材料的群折射；通過鏡面定位儀測量被檢光學透鏡的中心光程L，則光學透鏡中心厚度T可由下式計算：T＝L/n＝L×T0/L0。本發明通過結合基于寬帶短相干激光干涉術的鏡面定位儀和標準量塊厚度基準傳遞精確測量光學透鏡材料的群折射率，從而確保利用鏡面定位儀實現光學透鏡中心厚高精度測量。
【IPC分類】G01B11/06
【公開號】CN105466345
【申請號】CN201510962229
【發明人】苗亮, 劉鈺, 張文龍, 馬冬梅, 金春水
【申請人】中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
【公開日】2016年4月6日
【申請日】2015年12月21日