專利名稱：顯微物鏡波面象測(cè)定裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于光學(xué)鏡頭檢驗(yàn)領(lǐng)域中檢測(cè)顯微物鏡波面象差的一種干涉儀器。
到目前為止，可以用于檢測(cè)顯微物鏡波面象差的干涉儀，有五種類型(1)Twyman-Green型(Trans·Faraday SOC·，1920，Vol·16，P208);(2)徑向剪切型(opt·ACta，1962，Vol·9，P159);(3)雙通徑向剪切型(J·SCi·Instrum·1965，Vol·42，P102);(4)針孔衍射型(ICO-13，Sappor，P458);(5)裴佐型(Int·Cl2GO1139/02GO1N21/46)。
前三種的元部件精度要求高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。尤其是檢測(cè)多種波長(zhǎng)的和軸外象差時(shí)，不僅增加了裝置設(shè)計(jì)和加工的難度，難于滿足使用要求，而且使用也不方便;第四種由于小于微米級(jí)的針孔不易研制，因而不適于檢測(cè)65倍以上的物鏡;第五種類型是與本發(fā)明最為接近的已有技術(shù)，如圖1所示激光光源〔1〕、擴(kuò)展鏡〔4〕、分光元件〔2〕和觀察屏〔5〕構(gòu)成干涉儀。它主要用于檢測(cè)凹球面鏡〔3〕的面形誤差。分光元件〔2〕由二塊三棱鏡膠合而成，該兩棱鏡中，一個(gè)棱鏡的一面為凹球面，另一棱鏡的面為凸球面，為了減小系統(tǒng)誤差，凹球面與凸球面兩者的曲率中心必須嚴(yán)格重合，比如兩球心的縱、橫向偏離量不大于0.05mm，采用這種“奇異的”難于精密加工的帶球面的棱鏡，很難實(shí)現(xiàn)兩球面曲率中心的較精密的重合，因而難于實(shí)現(xiàn)較高精度的光學(xué)系統(tǒng)。
為了克服上述缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于尋求一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，精度較高，系統(tǒng)誤差小于λ/20，功能較齊全(可以檢測(cè)軸內(nèi)外，各種波長(zhǎng)的波面象差、色差、場(chǎng)曲等)，使用方便的裝置。本發(fā)明的詳細(xì)內(nèi)容如圖2所示，激光光源〔6〕前置有濾光片〔8〕，干涉棱鏡由一立方體分束棱鏡〔5〕，一平凹透鏡〔7〕和一平凸透鏡〔4〕膠合而成。其后的被測(cè)物鏡〔3〕與標(biāo)準(zhǔn)球面鏡〔2〕裝在聯(lián)動(dòng)夾持器〔14〕中，聯(lián)動(dòng)夾持器〔14〕之后置有監(jiān)視鏡〔1〕，干涉棱鏡〔(4)、(5)、(7)〕的側(cè)面置有監(jiān)視鏡〔12〕。
干涉棱鏡〔(4)、(5)、(7)〕中的平凹透鏡〔7〕和平凸透鏡〔4〕的兩球面曲率中心與擴(kuò)展鏡〔9〕的焦點(diǎn)相重合于針孔〔11〕處;被測(cè)物鏡〔3〕與標(biāo)準(zhǔn)球面鏡〔2〕放置在聯(lián)動(dòng)夾持器〔14〕上，如圖3所示，旋轉(zhuǎn)底座導(dǎo)軌〔18〕的手輪〔15〕，在垂直于光軸方向可同時(shí)移動(dòng)被測(cè)物鏡〔3〕和標(biāo)準(zhǔn)球面鏡〔2〕，旋轉(zhuǎn)標(biāo)準(zhǔn)球面鏡〔2〕基座的手輪〔16〕可在水平面內(nèi)、兩維方向單獨(dú)微動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)球面鏡〔2〕，使檢測(cè)光束自準(zhǔn)返回;為了便于被測(cè)物鏡〔3〕的軸上物點(diǎn)調(diào)焦到標(biāo)準(zhǔn)球面鏡〔2〕的曲率中心處，安置了監(jiān)視鏡〔1〕(圖2所示)，只需把通過監(jiān)視鏡〔1〕的光點(diǎn)調(diào)到已校正好的參考目標(biāo)〔17〕處即可;觀察放大鏡〔12〕使干涉的象增大，便于觀測(cè);變換濾光片〔8〕可以得到所需求的某些波長(zhǎng)的激光。
本發(fā)明的工作原理如圖2所示。來自激光光源〔6〕的光，通過濾光片〔8〕，擴(kuò)展鏡〔9〕，針孔〔11〕，在干涉棱鏡〔(4)、(5)、(7)〕的參考面〔19〕處。部份反射為參考光，經(jīng)半反射膜，通過放大鏡〔12〕后，聚焦于觀測(cè)處〔13〕;通過參考面的部份光為檢測(cè)光束，通過被測(cè)物鏡〔3〕，至標(biāo)準(zhǔn)球面鏡〔2〕后自準(zhǔn)返回，聚集于觀測(cè)處〔13〕，與參考光束聚焦點(diǎn)重疊相干。
利用本發(fā)明測(cè)定軸外象差時(shí)，只需在垂直光軸方向移動(dòng)聯(lián)動(dòng)夾持器〔14〕，使被測(cè)物鏡〔3〕與標(biāo)準(zhǔn)球面鏡〔2〕移至所測(cè)軸外某點(diǎn)后，再旋轉(zhuǎn)標(biāo)準(zhǔn)球面鏡〔2〕基座的手輪〔16〕微動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)球面鏡〔2〕，使檢測(cè)光束自準(zhǔn)返回。測(cè)量不同波長(zhǎng)象差和色差，只需變換濾光片〔8〕即可。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易實(shí)施，系統(tǒng)誤差小;功能齊全，可以檢測(cè)任意波長(zhǎng)的軸內(nèi)外波面象差，軸向色差，倍率色差，場(chǎng)曲等;使用范圍廣，可以檢測(cè)任意倍顯微物鏡，操作方便，軸上調(diào)焦，采用監(jiān)視鏡，軸外測(cè)定，只需移動(dòng)聯(lián)動(dòng)夾持器;色差測(cè)定，只需變換濾光片。


圖1是已有技術(shù)的光路原理圖。圖2是本發(fā)明的光路原理圖。圖3是本發(fā)明裝置中聯(lián)動(dòng)夾持器〔14〕的立體圖，以視被測(cè)物鏡〔3〕與標(biāo)準(zhǔn)球面鏡〔2〕在聯(lián)動(dòng)夾持器〔14〕內(nèi)的位置協(xié)調(diào)關(guān)系。
本發(fā)明的最佳實(shí)施例為監(jiān)視鏡〔1〕的線放大倍率不小于10倍，參考目標(biāo)○〔17〕為一白紙上的黑色園環(huán)，其直徑約等于聚焦在白紙上的光斑直徑，約為2～3mm;標(biāo)準(zhǔn)球面鏡〔2〕的直徑采用20mm，分束棱鏡〔5〕垂直于光軸方向的邊長(zhǎng)采用40mm，除參考面外，其他各面均涂增透膜;放大鏡〔12〕的角放大倍率為2.5倍，通過放大鏡的光束會(huì)聚點(diǎn)在放大鏡外側(cè)，以便目視;擴(kuò)展鏡〔9〕由三片透鏡組合成，無須消色差，只須其發(fā)散角略大于干涉棱鏡〔(4)、(5)、(7)〕的相對(duì)孔徑1/4，聯(lián)動(dòng)夾持器底座導(dǎo)軌〔18〕能移動(dòng)距離為0～40mm，標(biāo)準(zhǔn)球面鏡〔2〕的左右微調(diào)距離為0～5mm。
權(quán)利要求
1.顯微物鏡波面象差測(cè)定裝置，是由激光光源、擴(kuò)展鏡、干涉棱鏡、被測(cè)物鏡組成的，其特征在于激光光源[6]前置有多種波段濾光片[8]，擴(kuò)展鏡[9]前置有針孔，干涉棱鏡由一立方體分束棱鏡[5]、一平凸透鏡[4]和一平凹透鏡[7]三者膠合而成，其后的被測(cè)物鏡[3]與標(biāo)準(zhǔn)球面鏡[2]裝在同一聯(lián)動(dòng)夾持器[14]中，聯(lián)動(dòng)夾持器[14]之后置有監(jiān)視鏡[1]，干涉棱鏡[(5)、(4)、(7)]的側(cè)面置有觀察放大鏡[12]。
2.按權(quán)利要求1所述的顯微物鏡波面象差測(cè)定裝置，其特征在于激光光源〔6〕采用多色激光光源。
3.按權(quán)利要求1所述的顯微物鏡波面象差測(cè)定裝置，其特征在于裝在聯(lián)動(dòng)夾持器〔14〕中的被測(cè)物鏡〔3〕與標(biāo)準(zhǔn)球面鏡〔2〕在垂直于光軸方向可同時(shí)移動(dòng)，也可在水平面內(nèi)，作兩維的單獨(dú)移動(dòng)。
全文摘要
顯微物鏡波面象差測(cè)定裝置，由干涉棱鏡和聯(lián)動(dòng)夾持器兩個(gè)主體部分，以及帶濾光片的多色激光器、監(jiān)視鏡和放大鏡等部件所組成。由于采用了由平凹透鏡、立方體分束棱鏡和平面透鏡三者所組合的干涉棱鏡，以及聯(lián)動(dòng)夾持器，使得本體裝置(1)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，系統(tǒng)誤差??；(2)功能較全，可測(cè)軸內(nèi)外波面象差、色差、場(chǎng)曲等光學(xué)性能參數(shù)。同時(shí)由于采用了監(jiān)視鏡和放大鏡，大大方便了操作使用。
文檔編號(hào)G01M11/02GK1030477SQ8710477
公開日1989年1月18日 申請(qǐng)日期1987年7月7日 優(yōu)先權(quán)日1987年7月7日
發(fā)明者向才新 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械研究所