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专利名称：一种测量光波阵列面或光学反射面表面平坦度的方法
技术领域：
本发明属于光学检测领域，涉及一种光学平面检测方法，尤其是一种测量光波阵 列面或光学反射面表面平坦度的方法。
背景技术：
目前光波阵列面检测的方法，主要有干涉测量、哈特曼传感器测量以及哈特曼夏 克传感器测量等方法；光学反射面表面平坦度的检测，多使用干涉的方法。对于干涉方法，虽然有较强的直观性，精度也比较高，但是测试面积往往会受到限 制，测试面积较大的表面或者光波阵列面时并不实用。对于哈特曼和哈特曼夏克法，分别采用了小孔径光阑和透镜阵列，孔径光阑以及 透镜阵列的制造精度要求很高，加工并不容易，且每个单元的参数并不能做到完全一致，所 以会引入相应误差。

发明内容
本发明将提供一种光波阵列面以及光学反射面平坦度的测量方法。这种测量方法 不受测试面积的限制，对于较大口径的光波阵列面或者较大面积的光学反射面表面平坦度 尤为擅长。一种测量光波阵列面或光学反射面表面平坦度的方法，包括下述步骤(1)在光管与待测区域之间建立光线通路，使光管发射出的光束能直接或间接射 到待测区域；所述待测区域是光学反射面或光波阵列面；(2)若待测区域是光学反射面，则转步骤(3)；若待测区域是光波阵列面，则转步 骤⑷；(3)射到待测光学反射面的光束经光学反射面反射后被设置在光管内部的探测器 接收，探测器根据接收到的反射光束测试出每束光束的偏转角度和每束光束所对应待测光 学反射面的倾斜量，得到光学反射面表面平坦度；(4)设置在光管内部的探测器接收光波阵列面发射出的光波，通过计算光管所接 收到的光波阵列面发生偏转的偏转角度，测得光波阵列面的偏转值。所述光管与待测区域之间设置有折光元件。所述折光元件是平面镜、三角棱镜或五角棱镜。本发明装置的工作原理是这样的从目标发生器中发出光束，被待测反射面反射 后被探测器接收。若反射面发生偏转，则反射光束也会发生相应的偏转，光束的偏转量被探 测器测得，从而可计算出反射面的偏转量。测量光波阵列面时，不需要目标发生器，可直接 用探测器接收光波，若光管所接收到的光波阵列面发生偏转，亦能测得其偏转值。在这里， 我们称这个装置为光管。在实际测量中，应将单个光管固定于一平动设备上，采用扫描方式测量整个待测 区域。这个待测区域可以是光学反射面，也可以是光波阵列面等。对于光学反射面，可以用
3光管测得的反射光束偏转角数值计算出其表面平坦度；对于光波阵列面，用其采集到的所 有区域光波阵列面偏转的数值，则可以计算光波阵列面的平坦度。另外，我们也可以将光管固定在一稳定基座上，而在其前端放置一个有光束角度 偏折作用的折光元件，如平面镜、三角棱镜、五角棱镜等，它实现的作用是能够将光束偏折。 若待测区域是光学反射面，则此光学元件可以将光管发出的光束折射至光学反射面，反射 光束再被折射至光管最终被探测器接收；若待测区域是光波阵列面，则此光学元件可以将 光波折射至光管从而直接被探测器接收。此时扫描，光管与待测区域的相对位置不发生变 化，而只需移动折光元件，使光管发出并折射在光学反射面上的光束移动或者使不同区域 的光波通过折光元件被光管接收，便可以完成一行区域的扫描。扫描下一行时，将光管移动 到相应位置，依然是只移动折光元件进行扫描。以这种方式，将整个待测区域扫描完。最终， 将扫描所采集的数值经过处理则可以得出光波阵列面或者光学反射面的表面平坦度。


图1光管结构图1代表目标发生器，2代表探测器，3代表分光器，4代表透镜组， 5代表反射镜图2 —个光管的扫描方式6代表光管，7代表平动设备，8代表待测区域图3发明中的一个光管的一种扫描方式图4发明中的一个光管的一种扫描方式图5发明中的一个光管的一种扫描方式图6发明中的一个光管的一种扫描方式图7用折光元件的测量原理图6代表光管，9代表折光元件，8代表待测区域
具体实施例方式下面结合附图详细说明本

发明内容
图1是光管的结构图。由目标发生器1产生光学目标光束，通过分光器3以及透 镜组4将光束射出光管，光束被反射镜5反射后被探测器2接收。若反射镜偏转，光束角度 也会偏转，投射在探测器上的光束的位置就会发生变化并被接收记录，从而计算出反射镜 偏转的角度。直接使用光管进行扫描，则如图2所示。若待测区域为光学反射面，则是通过光管 探测器接收自身发出光束的反射光束计算出该区域反射面的倾斜程度，用扫描的方式来测 量整个光学反射面的表面平坦度；若测量区域为光波阵列面，则是通过光管探测器直接接 收光波光束测量该区域光波阵列面的倾斜程度，亦是通过扫描采集数据，经过处理，对整个 光波阵列面平坦度进行测量。扫描的方式有很多种，如图3、4、5、6，这几种方式只是举例，但 并不限于此。图7是采用折光元件时， 体的结构图。若待测区域为光学反射面，则由光管1发 出光束，经过折光元件2将光束折射在光学反射面3上，光束被反射回光管，可以通过反射 光束的角度变化计算出测量区域的倾斜程度。移动折光元件，则能对整个光学反射面进行 扫描。最终，将所有测量数据进行处理，计算出其表面平坦度；若待测区域为光波阵列面，则 光波阵列面一部分 域可以经折光元件直接射入光管，直接被光管接收从而测量出其倾斜程度，移动折光元件，对整个待测区域进行扫描，将所有数据进行处理，就可以计算出光波 阵列面的平坦度。这里用折光元件的扫描方式与上面用一个光管的扫描方式一致，如图3、 4、5、6，这几种方式也只是举例，但扫描方式并不限于此。 以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定 本发明的具体实施方式
仅限于此，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱 离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本发明由所 提交的权利要求书确定专利保护范围。
权利要求
一种测量光波阵列面或光学反射面表面平坦度的方法，其特征在于，包括下述步骤(1)在光管与待测区域之间建立光线通路，使光管发射出的光束能直接或间接射到待测区域；所述待测区域是光学反射面或光波阵列面；(2)若待测区域是光学反射面，则转步骤(3)；若待测区域是光波阵列面，则转步骤(4)；(3)射到待测光学反射面的光束经光学反射面反射后被设置在光管内部的探测器接收，探测器根据接收到的反射光束测试出每束光束的偏转角度和每束光束所对应待测光学反射面的倾斜量，得到光学反射面表面平坦度；(4)设置在光管内部的探测器接收光波阵列面发射出的光波，通过计算光管所接收到的光波阵列面发生偏转的偏转角度，测得光波阵列面的偏转值。
2.如权利要求1所述一种测量光波阵列面或光学反射面表面平坦度的方法，其特征在 于所述光管与待测区域之间设置有折光元件。
3.如权利要求2所述一种测量光波阵列面或光学反射面表面平坦度的方法，其特征在 于所述折光元件是平面镜、三角棱镜或五角棱镜。
全文摘要
本发明公开了一种测量光波阵列面或光学反射面表面平坦度的方法，包括下述步骤(1)将光管发出的光束直接射到待测区域或者经过折光元件折射到待测区域；所述待测区域是光学反射面或光波阵列面；(2)若待测区域是光学反射面，则转步骤(3)；若待测区域是光波阵列面，则转步骤(4)；(3)射到待测光学反射面的光束经光学反射面反射后被设置在光管内部的探测器接收，探测器根据接收到的反射光束测试出每束光束的偏转角度和每束光束所对应待测光学反射面的倾斜量，得到光学反射面表面平坦度；(4)射到待测光学反射面的光束直接用探测器接收光波，若光管所接收到的光波阵列面发生偏转，测得其偏转值。本发明的方法不受测试面积的限制，对于较大口径的光波阵列面或者较大面积的光学反射面表面平坦度尤为擅长。
文档编号G01B11/30GK101975562SQ20101052036
公开日2011年2月16日 申请日期2010年10月26日 优先权日2010年10月26日
发明者姚俊, 高文, 黄育争 申请人:西安昂科光电有限公司