專利名稱：實時一步雙波長全息干涉檢測裝置的制作方法
技術領域：
本發明屬于光學波面面形檢測技術領域中的一種雙波長干涉檢測裝置。
雙波長干涉檢測技術對于光學零件(如非球面面形)的檢測特別有價值。目前已形成三種雙波長干涉檢測技術1、雙波長全息術(AppL.Opt，10，2113～2118，1971);2、雙波長干涉術(Appl，Opt，12，2071～2074，1973);3、雙波長相移干涉術(Appl，Opt，23，4539～4543，1984)。其中(1)的結構特點如
圖1所示它由激光光源(1)、分束器(2)、平面鏡(3)和(4)、發散透鏡(5)、會聚透鏡(6)、分束器(7)、全息圖片(8)、成象透鏡(9)和空間濾波器(10)組成，其缺點是被測面形需要全息干涉照相記錄和全息干涉再現二個步驟才能完成檢測，此外，該系統有色差，對檢測精度有影響，因此精度不高，使用麻煩，不能實時給出檢測結果，實際應用價值小。
為克服上述諸缺點，本發明的目的在于提出一種使用簡便，一步完成被測面形的記錄、再現和檢測，消除色差對檢測精度的影響，使得檢測精度高，并且要實時給出檢測結果，具有實用價值的檢測裝置。
本發明如圖2所示，采用分束器(7)、參考平面鏡(8)、發散透鏡(9)、成像透鏡(15)、空間濾波器(16)、面陣探測器(17)、計算機(18)、其特點是檢測光源(1)同時發出不同波長的兩束相干光，通過起偏鏡(2)和(3)而產生偏振方向互相垂直的線偏振相干光，擴束器(6)將這兩束線偏振相干光擴束成為平行光分別照射在平面鏡(4)和分束器(5)上，平面鏡(4)和分束器(5)將這兩束平行光合成為同軸同向傳播的光束，在偏振分束器(10)和反射和透射臂上分別放置平面鏡(11)和(12)，使得偏振分束器(10)的反射和透射光束經平面鏡(11)和(12)反射后沿同軸相向傳播，在平面鏡(12)和(11)之間，垂直光軸依次放置偏振分束器(13)和空間光調制器(14)，利用空間光調制器(14)同時作為全息干涉實時記錄和再現的介體，偏振分束器(13)的偏振透射方向與來自平面鏡(12)和八射光的偏振方向一致，擴束器(6)由兩個擴束器組成，分別放置于起偏鏡(2)和平面鏡(4)、起偏鏡(3)和分束器(5)之間。空間光調制器(14)的讀出面面對偏振分束器(13)。
本發明的詳細內容和實施例如圖2所示旋轉起偏鏡(2)和(3)，使起偏鏡(2)和(3)的起偏方向分別與偏振分束器(10)的偏振反射和偏振透射方向一致。來自檢測光源1的波長分別為λ1和λ2(λ1≠λ2)的兩束相干光，經起偏鏡(2)和(3)后變成偏振方向互相垂直的線偏振光，經擴束器(6)準直為兩束平行光，經反射鏡(4)和分束器(5)將λ1和λ2合成為同軸同向傳播的平行光束，分束器(7)將該平行光分為兩束，透射光束經發散透鏡(9)后照在被測非球面上，反射光束照在參考平面鏡(8)上，由被測非球面和參考平面鏡(8)反射回來的檢測和參考光經分束器(7)后照射在偏振分束器(10)上，偏振分束器(10)將波長為λ1和λ2的檢測和參考光按λ1和λ2分開，使波長λ1的檢測和參考光全部偏振反射，經平面鏡(11)投射在空間光調制器(14)的寫入面上，在空間光調制器(14)的寫入面上形成以波長λ1表征的被測非球面全息干涉圖，并被實時記錄在空間光調制器(14)上;波長為λ2的檢測和參考光全部偏振透過，經平面(12)和偏振分束器(13)后，投射在空間光調制器(14)的讀出面上，共同作為空間光調制器(14)的讀出光，如此構成一個用波長λ2檢測非球面而得到的實時全息干涉圖，用波長λ1檢測被測非球面得到的再現實時記錄在空間光調制器(14)上實時全息干涉圖的實時一步雙波長全息干涉術。空間濾波器(16)位于成象透鏡(15)的焦面上，用空間濾波器(16)對由波長為λ1的檢測和參考光共同讀出的圖像進行適當的濾波，在面陣探測器(17)的接收面上便得到以等效波長 (λ1λ2)/(｜λ1-λ2｜) 表征的被測非球面的干涉圖，計算機(18)據此干涉圖求出被測非球面面形，從而達到檢測被測非球面面形的目的。
本發明的優點是由于用空間光調制器(14)作為實時記錄被測非球面的全息干涉圖的介體，又用被測非球面的全息干涉光束作為空間光調制器(14)的讀出光，使得雙波長全息干涉檢測裝置使用簡便，記錄和再現一步化完成，檢測實時化，由于擴束器(6)采用雙擴束器分別將波長λ1和λ2的線偏振光擴束、被測非球面波長為λ1和λ2的全息干涉圖分別成像在空間光調制器(14)的寫入和讀出面，使該裝置無色差，則對檢測結果無色差影響，因此檢測精度高。本發明結構簡單易于實現，實用價值大，不僅可與Twyman-Green型干涉儀組合使用，還可與其他類型(如Fizeau型)干涉儀組合使用;不僅可用于反射測量，還可以用于透射性測量。
權利要求
1.一種光學波面面形檢測技術領域中的雙波長全息干涉檢測裝置，采用分束器(7)、參考平面鏡(8)、發散透鏡(9)、成像透鏡(15)、空間濾波器(16)、面陣探測器(17)、計算機(18)、其特征在于檢測光源(1)同時發出不同波長的兩束相干光通過起偏鏡(2)和(3)產生偏振方向互相垂直的相干光，擴束器(6)將兩束偏振相干光擴束成為平行光分別照射在平面鏡(4)和分束器(5)的表面，平面鏡(4)和分束器(5)將兩束平行光合在成為同軸同向傳播的光束，在偏振分束器(10)的反射和透射臂上分別放置平面鏡(11)和(12)，使得偏振分束器(10)的反射和透射光束經平面鏡(11)和(12)反射后同軸相向傳播，在平面鏡(12)和(11)之間垂直光軸依次放置偏振分束器(13)和空間光調制器(14)，利用空間光調制器(14)同時作為全息干涉實時記錄和再現的介體，偏振分束器(13)的偏振透射方向與來自平面鏡(12)的入射光的偏振方向一致。
2.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于擴束器(6)由兩個擴束器組成，分別放置于起偏鏡(2)和平面鏡(4)、起偏鏡(3)和分束器(5)之間。
3.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于空間光調制器(14)的讀出面面對偏振分束器(13)。
全文摘要
本發明屬于光學波面面形檢測技術領域中的一種雙波長全息干涉檢測裝置，它由檢測光源(1)、起偏鏡(2)和(3)、平面鏡(4)、分束器(5)、擴束器(6)、分束器(7)、參考平面鏡(8)、發射透鏡(9)、偏振分束器(10)和(13)、平面鏡(11)和(12)、空間光調制器(14)、成像透鏡(15)、空間濾波器(16)、面陣探測器(17)和計算機(18)組成。本發明實現了一步完成被測面形雙波長全息干涉的記錄、再現和檢測，消除了色差對檢測精度的影響，能實時給出檢測結果，可與其他類型干涉儀組合使用，適用于各種光學零件的檢測。
文檔編號G01M11/02GK1088681SQ92115049
公開日1994年6月29日 申請日期1992年12月25日 優先權日1992年12月25日
發明者向陽 申請人:中國科學院長春光學精密機械研究所