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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106403843A(43)申请公布日2017.02.15(21)申请号201611129169.2(22)申请日2016.12.09(71)申请人哈尔滨工业大学地址150001黑龙江省哈尔滨市南岗区西大直街92号(72)发明人刘俭王宇航谷康牛斌谭久彬(74)专利代理机构哈尔滨市松花江专利商标事务所23109代理人岳昕(51)Int.Cl.G01B11/24(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称基于共焦显微技术的大口径高曲率光学元件的轮廓扫描测量装置及方法(57)摘要基于共焦显微技术的大口径高曲率光学元件的轮廓扫描测量装置及方法,涉及光学精密测量技术领域,为了解决现有测量大口径高曲率光学元件的方法检测难度大、测量速度慢、误差大的问题。激光器发出的激光经依次经过准直镜、光阑、二向色镜和物镜,物镜将激光聚焦至待测样品,待测样品表面激发出的荧光依次经物镜、二向色镜、滤光片转换器、汇聚透镜和针孔,最终入射至光电探测器。本发明适用于测量大口径高曲率光学元件及微结构光学元件。CN106403843ACN106403843A权利要求书1/1页1.基于共焦显微技术的大口径高曲率光学元件的轮廓扫描测量装置,其特征在于,包括共焦显微系统和二维气浮运动平台(7);所述共焦显微系统包括照明系统和探测系统;所述照明系统包括激光器(1)、准直镜(2)、光阑(3)、二向色镜(4)和物镜(5);所述激光器(1)发出的激光经所述准直镜(2)后形成平行光,所述平行光经所述光阑(3)入射至所述二向色镜(4),二向色镜(4)将激光反射至所述物镜(5),物镜(5)将激光聚焦至待测样品(6),所述待测样品(6)置于所述二维气浮运动平台(7)上;待测样品(6)的表面镀有有机荧光膜;照明系统和所述探测系统共用物镜(5)和二向色镜(4);所述探测系统包括物镜(5)、二向色镜(4)、滤光片转换器(8)、汇聚透镜(9)、针孔(10)和光电探测器(11);待测样品(6)表面激发出的荧光经物镜(5)透射至二向色镜(4),二向色镜(4)透射的荧光依次经所述滤光片转换器(8)、汇聚透镜(9)和针孔(10)入射至所述光电探测器(11)。2.根据权利要求1所述的基于共焦显微技术的大口径高曲率光学元件的轮廓扫描测量装置,其特征在于,所述激光器(1)发出的激光的波长为532nm。3.根据权利要求1或2所述的基于共焦显微技术的大口径高曲率光学元件的轮廓扫描测量装置,其特征在于,所述物镜(5)透射的激光功率大于0mW且小于50mW。4.根据权利要求1或2所述的基于共焦显微技术的大口径高曲率光学元件的轮廓扫描测量装置,其特征在于,所述针孔(10)位于汇聚透镜(9)的后焦面上。5.基于权利要求1所述的基于共焦显微技术的大口径高曲率光学元件的轮廓扫描测量装置的扫描测量方法,该方法包括以下步骤:步骤一、在待测样品(6)的表面镀有机荧光膜;步骤二、光电探测器(11)收集所述待测样品(6)发出的荧光;步骤三、物镜(5)沿光轴方向运动,光电探测器(11)得到轴向响应曲线,根据轴向响应曲线,确定待测样品(6)的表面位置;步骤四、二维气浮运动平台(7)带动待测样品(6)在垂直于光轴的二维平面移动;重复步骤二至步骤三四,直至得到待测样品(6)的三维表面轮廓,完成测量。6.根据权利要求5所述的基于共焦显微技术的大口径高曲率光学元件的轮廓扫描测量方法,其特征在于,所述有机荧光膜为罗丹明B薄膜。2CN106403843A说明书1/3页基于共焦显微技术的大口径高曲率光学元件的轮廓扫描测量装置及方法技术领域[0001]本发明涉及光学精密测量技术领域,具体涉及利用共焦显微技术测量大口径高曲率光学元件表面轮廓的技术。背景技术[0002]随着光学加工和检测技术的不断发展,大口径光学元件已成为天文光学、空间光学和地基空间目标探测与识别、激光大气传输、惯性约束聚变(ICF)等领域中起支撑作用的关键部件之一,同时也是光学系统设计和超精密加工技术紧密结合的产物。大口径光学元件结合了以上各领域的特性,不仅在光学系统中可有效校正高级像差,显著提高光学系统成像质量,同时又可明显简化光学系统结构,扩展光学系统功能,被广泛应用于各类武器装备中,该类设备的研究发展方向是:小型化、轻量化、超视距、宽视场和高分辨力,而制约大口径光学元件加工水平的关键,取决于与制造要求相适应的检测方法和仪器;然而现有共焦测量方法很难检测出大口径高曲率光学样品的表面面形,而且测量速度慢、误差大。发明内容[0003]本发明的目的是为了解决现有测量大口径高曲率光学元件的方法检测难度大、测量速度慢、误差大的问题,从而提供基于共焦显微技术的大口径高曲率光学元件的轮廓扫描测量装置及方