大口径光学元件瞬态波前检测
【南京理工大学陈磊研究员课题组】

        对于平面光学元件面形精度的检测,目前主要采用光干涉相对测量法。当待测平面光学元件面形精度达到与干涉仪参考平面镜面形精度相当时,相对测量法引入的参考镜面形误差已无法忽视,使得测量结果与待测元件真实面形存在一定的偏差,制约着光学元件高精度检测与加工技术的发展。为了解决上述问题,研究了点衍射干涉法,该方法采用点源衍射产生的球面波代替传统干涉仪中的参考元件,具有精度高、结构简单、抗干扰能力强且测试精度不受参考平面影响等优点,在检测领域得到广泛的应用。
       南京理工大学陈磊研究员研究团队提出了一种基于近红外反射式错位点衍射干涉原理的Φ400 mm大口径瞬态波前检测方法,为了满足大口径瞬态波前检测高分辨率高精度的要求,利用反射错位的方法使参考球面波与测试球面波产生横向错位,从而在干涉图中引入高线性载频,所得干涉图利用傅里叶变换相位解调法,直接从中恢复波前分布,实现瞬态波前的动态测量。
        该研究团队通过一个月的实验验证其重复性精度,测试结果均方根值相差低于λ/50,可以看出其重复精度较高。经实验验证恢复所得待测波前PV与RMS值与SID4传感器所得结果基本一致,可知,近红外错位式点衍射干涉仪恢复面形精度高,满足大口径光学元件波前高分辨率、高精度的要求以及自动化测量的可行性。

光路示意图

南京理工大学陈磊研究员团队简介
    陈磊研究员课题组隶属于南京理工大学电子工程与光电技术学院光学工程系,主要以光干涉原理为基础,研究激光在光学测量中各种物理量的测量原理和技术;研究高精度数字激光干涉仪、激光干涉测速仪和光学姿态测量仪等精密光学系统。近年,课题组先后完成“十二五”国防基础研究“XXX瞬态波前测试与校准技术研究”、国家自然科学基金“大口径光学元件关键检测技术研究与验证”、国家重大科学仪器开发专项“相位调制与探测关键部件及软件系统开发”、国家自然科学基金-天文联合基金“短相干光显微干涉理论及摆臂式轮廓仪的非接触测量方法研究”,与中国工程物理研究院合作开发项目“相移衍射干涉仪”等。课题组曾荣获国家科技进步二等奖二次,获省部级科技进步一等奖三次、二等奖四次、三等奖四次,第十三届挑战杯特等奖等多个奖项。

相关论文
孟诗, 陈磊, 朱文华, 等. 大口径光学元件瞬态波前检测[J]. 光电工程, 2018, 45(1): 170627.
DOI:10.12086/oee.2018.170536