臥式雙端口平面斐索干涉測(cè)試裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及斐索平面干涉測(cè)試裝置，特別是一種臥式雙端口斐索平面干涉測(cè)試裝置，可用于測(cè)試Φ600πιπι 口徑以下平面光學(xué)元件反射面形、透射面形、光材料折射率均勻性等參數(shù)干涉測(cè)試分析裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]干涉檢測(cè)裝置在光學(xué)元件反射面形檢測(cè)、透射面形檢測(cè)、光學(xué)材料質(zhì)量分析以及光學(xué)系統(tǒng)評(píng)價(jià)等領(lǐng)域均有廣泛應(yīng)用。隨著精密光學(xué)元件加工工藝技術(shù)的迅速發(fā)展，采用干涉檢測(cè)裝置代替?zhèn)鹘y(tǒng)的對(duì)樣板、看刀口等檢測(cè)方法成為未來光學(xué)元件面形檢測(cè)的必然發(fā)展趨勢(shì)。尤其是隨著大口徑光學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展對(duì)大口徑干涉儀檢測(cè)裝置提出了必然的需求。因此，近年來對(duì)于大口徑高精度面形干涉檢測(cè)的研宄與工程化正成為光學(xué)檢測(cè)領(lǐng)域的重點(diǎn)課題之一。
[0003]采用干涉檢測(cè)裝置進(jìn)行光學(xué)檢測(cè)具有非接觸、可分析、操作便捷等特點(diǎn)，但是由于光學(xué)元件的種類、大小等千差萬別，干涉檢測(cè)裝置不可能通用于所有光學(xué)元件的檢測(cè)。而對(duì)于平面光學(xué)元件的面形等參數(shù)的檢測(cè)分析主要受到干涉測(cè)試口徑的限制，國(guó)內(nèi)外從上世紀(jì)80年代開就開展的Φ 150mm 口徑以下的干涉檢測(cè)研宄，也形成了以下幾種固定口徑如Φ 30mm> Φ 60mm> Φ 100mm、Φ 150mm等干涉測(cè)試裝置。但是對(duì)于再大口徑的相關(guān)研宄一直到2000年前后才出現(xiàn)Φ300πιπι 口徑干涉檢測(cè)裝置，而且該類測(cè)試裝置還受限于標(biāo)準(zhǔn)參考鏡的面形精度。對(duì)于Φ600πιπι 口徑的大口徑干涉儀檢測(cè)裝置國(guó)內(nèi)至今相關(guān)研宄報(bào)道很少，國(guó)外目前也只有美國(guó)具有相關(guān)研宄報(bào)道，但關(guān)鍵技術(shù)尤其是系統(tǒng)集成技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)參考鏡面形精度保障技術(shù)還在研宄中。在追求Φ600_大口徑干涉測(cè)試達(dá)到高精度、高分辨率的同時(shí)并兼顧小口徑測(cè)試的相關(guān)報(bào)道更少。因此這相關(guān)方面的研宄成為了研宄大口徑平面光學(xué)元件測(cè)試的主要難點(diǎn)之一，相關(guān)進(jìn)展在國(guó)內(nèi)外也都尚在進(jìn)行中，而采用雙端口模塊化結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)Φ24_?Φ600_ 口徑平面元件高精度、高分辨率干涉測(cè)試則少有相關(guān)報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是，提供一種用于檢測(cè)平面光學(xué)元件的臥式雙端口斐索干涉測(cè)試裝置。該干涉測(cè)試裝置可以為測(cè)試平面光學(xué)元件反射面形、透射面形、光材料折射率均勻性等參數(shù)提供必須的測(cè)試分析裝置。該干涉測(cè)試裝置通過變焦成像模塊的5倍連續(xù)變倍成像功能，可實(shí)現(xiàn)Φ24_?600_ 口徑范圍所有口徑光學(xué)元件的面形檢測(cè)以及材料質(zhì)量分析。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0006]一種臥式雙端口平面斐索干涉測(cè)試裝置，特點(diǎn)在于其構(gòu)成包括激光光源模塊、大測(cè)試端口模塊、小測(cè)試端口模塊、變焦成像模塊和測(cè)試對(duì)準(zhǔn)模塊:
[0007]所述的激光光源模塊包括632.Snm的標(biāo)準(zhǔn)激光光源和凸透聚焦物鏡組，沿激光光源輸出光束方向依次是凸透聚焦物鏡組和第一 45°分光反射鏡；
[0008]所述的小測(cè)試端口模塊由沿光束前進(jìn)方向依次的第一 45°分光反射鏡、第二45°分光反射鏡、45°切換反射鏡、Φ 120mm 口徑凸透準(zhǔn)直物鏡組、Φ 120mm 口徑透射標(biāo)準(zhǔn)平面鏡和Φ 120mm 口徑反射標(biāo)準(zhǔn)平面鏡構(gòu)成，所述的第一 45°分光反射鏡、第二 45°分光反射鏡和45°切換反射鏡與光路的夾角為45°，所述的Φ 120mm凸透鏡準(zhǔn)直物鏡組的數(shù)值孔徑與所述的凸透鏡聚焦物鏡組的數(shù)值孔徑相等，且Φ 120mm凸透準(zhǔn)直物鏡組的焦點(diǎn)與所述的凸透聚焦物鏡組對(duì)所述的標(biāo)準(zhǔn)激光光源輸出平行光聚焦焦點(diǎn)重合，所述的Φ 120mm口徑透射標(biāo)準(zhǔn)平面鏡在光束前進(jìn)方向上第一面為楔角面，第二面為標(biāo)準(zhǔn)平面參考面，且面形精度PV值優(yōu)于30nm，該標(biāo)準(zhǔn)平面參考面垂直于Φ 120mm凸透準(zhǔn)直物鏡組的光軸，所述的Φ 120mm 口徑反射標(biāo)準(zhǔn)平面鏡在光前進(jìn)方向上的第一面為反射標(biāo)準(zhǔn)參考面，且面形精度PV值優(yōu)于30nm，該Φ 120mm 口徑反射標(biāo)準(zhǔn)平面鏡垂直于Φ 120mm 口徑凸透準(zhǔn)直物鏡組的光軸，與Φ 120mm 口徑透射標(biāo)準(zhǔn)平面鏡參考面形成標(biāo)準(zhǔn)干涉測(cè)試腔，被測(cè)試光學(xué)元件置于Φ 120mm 口徑透射標(biāo)準(zhǔn)平面鏡的標(biāo)準(zhǔn)平面參考面與Φ 120mm 口徑標(biāo)準(zhǔn)反射平面鏡的反射參考面之間，實(shí)現(xiàn)干涉測(cè)試；
[0009]所述的大測(cè)試端口模塊由沿光路依次的第一 45°分光反射鏡、第二 45°分光反射鏡、45°轉(zhuǎn)折反射鏡、Φ600mm 口徑凸透準(zhǔn)直物鏡組、Φ600mm 口徑透射標(biāo)準(zhǔn)平面鏡和Φ600mm 口徑反射標(biāo)準(zhǔn)平面鏡構(gòu)成，第一 45°分光反射鏡、第二 45°分光反射鏡和45°轉(zhuǎn)折反射鏡與光路的夾角為45°，所述的Φ600_凸透準(zhǔn)直物鏡組的數(shù)值孔徑與所述的凸透聚焦物鏡組的數(shù)值孔徑相等，且Φ600_凸透準(zhǔn)直物鏡組的焦點(diǎn)與所述的凸透聚焦物鏡組的焦點(diǎn)重合，所述的Φ600_ 口徑透射標(biāo)準(zhǔn)平面鏡在光前進(jìn)方向上第一面為楔角面，第二面為標(biāo)準(zhǔn)平面參考面，且面形精度PV值優(yōu)于63nm，該標(biāo)準(zhǔn)平面參考面垂直于Φ 600mm 口徑凸透準(zhǔn)直物鏡組的光軸，所述的Φ600_ 口徑反射標(biāo)準(zhǔn)平面鏡在光前進(jìn)方向上的第一面為反射標(biāo)準(zhǔn)參考面，且面形精度PV值優(yōu)于63nm，所述的Φ 600mm 口徑反射標(biāo)準(zhǔn)平面鏡的反射標(biāo)準(zhǔn)參考面垂直于Φ600_ 口徑凸透準(zhǔn)直物鏡組的光軸，與Φ600_ 口徑透射標(biāo)準(zhǔn)平面鏡的標(biāo)準(zhǔn)平面參考面形成標(biāo)準(zhǔn)干涉測(cè)試腔，被測(cè)試的大口徑光學(xué)元件置于Φ600mm 口徑透射標(biāo)準(zhǔn)平面鏡的標(biāo)準(zhǔn)平面參考面與Φ600πιπι 口徑反射標(biāo)準(zhǔn)平面鏡的反射標(biāo)準(zhǔn)參考面之間，實(shí)現(xiàn)干涉測(cè)試；
[0010]所述的小測(cè)試端口和大測(cè)試端口共用所述的變焦成像模塊和測(cè)試對(duì)準(zhǔn)模塊，通過移動(dòng)所述的45°切換反射鏡來分配大端口小端口對(duì)變焦成像模塊和測(cè)試對(duì)準(zhǔn)模塊的使用權(quán):所述的45°切換反射鏡具有沿著Φ 120mm 口徑準(zhǔn)直物鏡組的光軸向遠(yuǎn)離它的方向開放或遮擋所述的大測(cè)試端口光路的移動(dòng)機(jī)構(gòu)，當(dāng)所述的45°切換反射鏡遮擋所述的大測(cè)試端口光路時(shí)，進(jìn)行小端口測(cè)試，當(dāng)所述的45°切換反射鏡開放所述的大測(cè)試端口光路時(shí)，進(jìn)行大端口測(cè)試；無論進(jìn)行小端口測(cè)試或大端口測(cè)試，在被測(cè)元件表面、透射標(biāo)準(zhǔn)平面鏡的標(biāo)準(zhǔn)透射參考面和反射標(biāo)準(zhǔn)平面鏡的反射標(biāo)準(zhǔn)參考面形成沿原光路返回的干涉測(cè)試光；
[0011]所述的干涉測(cè)試光沿原光路返回，經(jīng)所述的第二 45°分光反射鏡反射后透過第一45°分光反射鏡，沿該透射光路方向依次的第一凹透鏡、第一凸透鏡、5倍變焦鏡頭、第二凸透鏡和第二凹透鏡和CCD構(gòu)成所述的變焦成像模塊，所述的第一凹透鏡、第一凸透鏡構(gòu)成一次成像鏡頭，該一次成像鏡頭的一次像面與所述的5倍變焦鏡頭的前焦平面重合，所述的CXD成像鏡頭由第二凸透鏡和第二凹透鏡組成，所述的CXD采用1024X 1024像素的工業(yè)級(jí)高分辨率CCD，所述的CCD成像鏡頭成像在所述的CCD靶面上；最后通過CCD光電轉(zhuǎn)換輸出干涉測(cè)試圖像，通過判讀和分析CCD輸出干涉圖獲得被測(cè)元件面形數(shù)據(jù)；
[0012]所述的測(cè)試對(duì)準(zhǔn)模塊包括毛玻片、對(duì)準(zhǔn)成像鏡組和對(duì)準(zhǔn)成像CMOS，所述的干涉測(cè)試光沿原光路返回，在透過第二 45°分光反射鏡的光路上依次是所述的毛玻片、對(duì)準(zhǔn)成像鏡組和對(duì)準(zhǔn)成像CMOS，所述的毛玻片位于所述的Φ600_ 口徑凸透準(zhǔn)直物鏡組和Φ120_口徑凸透準(zhǔn)直物鏡組的焦平面上，所述的對(duì)準(zhǔn)成像鏡組和對(duì)準(zhǔn)成像CMOS對(duì)毛玻片全視場(chǎng)成像。
[0013]所述的Φ 120mm 口徑透射標(biāo)準(zhǔn)平面鏡的楔角面為5分的楔角。
[0014]所述的Φ 600mm 口徑透射標(biāo)準(zhǔn)平面鏡的楔角面設(shè)置5分的楔角。
[0015]輸出波長(zhǎng)為632.8nm的標(biāo)準(zhǔn)激光光源輸出一束發(fā)散角為0.5mrad的平行光束先經(jīng)過凸透聚焦物鏡組聚焦后形成數(shù)值孔徑一定的標(biāo)準(zhǔn)球面波，在焦點(diǎn)后一定的距離經(jīng)過第一45°分光反射鏡反射輸出標(biāo)準(zhǔn)球面波，至此有標(biāo)準(zhǔn)激光光源、凸透聚焦物鏡組和第一 45°分光反射鏡組成標(biāo)準(zhǔn)激光光源模塊。
[0016]標(biāo)準(zhǔn)激光光源模塊輸出的標(biāo)準(zhǔn)球面波通過第一 45°分光反射鏡輸出后到達(dá)第二45°分光反射鏡將光束方向轉(zhuǎn)折90°后向前到達(dá)45°切換反射鏡再轉(zhuǎn)折90°向前到達(dá)小端口凸透準(zhǔn)直物鏡組。設(shè)置小端口凸透鏡準(zhǔn)直物鏡組的數(shù)值孔徑與凸透鏡聚焦物鏡組的數(shù)值孔徑相等，且小端口凸透準(zhǔn)直物鏡組的焦點(diǎn)與凸透聚焦物鏡組對(duì)標(biāo)準(zhǔn)光源輸出平行光聚焦焦點(diǎn)重合。通過上述設(shè)置，當(dāng)光束通過小端口凸透準(zhǔn)直物鏡組后形成小端口標(biāo)準(zhǔn)平行光，平行光波前誤差PV值優(yōu)于30nm。小端口的標(biāo)準(zhǔn)平行光向前透過小端口透射標(biāo)準(zhǔn)平面鏡到達(dá)小端口反射標(biāo)準(zhǔn)平面鏡，其中小端口透射標(biāo)準(zhǔn)平面鏡在光前進(jìn)方向上第一面為楔角面，第二面為標(biāo)準(zhǔn)平面參考面且面形精度PV值優(yōu)于30nm，