光学元件

光学元件

精确鉴定光学元件是光学制造过程中的一个重要步骤。  从平面到球面再到非球面面形,常见的测量参数包括表面面形误差、波纹度和粗糙度。  根据零件的类型及其应用、材料和几何特性,如透射波前均匀性楔角、平行度、厚度变化曲率半径等,也可能需要测量其他参数。  光学元件是光学系统的组成部分,因此在集成到组件中之前,验证每个光学元件是否符合其要求至关重要。凭借 50 多年提供最高质量的光学器件和仪器的经验,ZYGO 的 激光干涉仪三维光学轮廓仪使用户能够对各种光学元件进行计量。

镜头

镜头检测镜头由两个表面组成,它们可以是平面、球面、非球面或圆柱面。我们可以测量这些表面的面形误差,也可以测量单个镜头或镜头系统的透射波前。然后,可以分析这些测量结果,获得有关光学系统或镜头的点扩散函数、调制传递函数、环绕能量和斯特列尔比的信息。

窗口

光学窗片窗片由两个经过抛光的平面组成。窗片的表面平面度主要决定了其性能,需要进行测量。这些表面可能是平行的,也可能在两个表面之间有一个明显的楔角。平行样件带来了独特的测量挑战,最好使用 ZYGO Verifire™ MST 干涉仪进行测量分析。平行样件也提供了一个独特的机会,可以同时测量一个窗片的所有表面。

折射率的均匀性是定义光学材料质量的另一个重要指标。均匀性通常由玻璃供应商测量,是指整块光学材料的折射率变化。任何 ZYGO 干涉仪都可以测量均匀性,但 ZYGO 的 Verifire™ MST 干涉仪可以提供快速可靠的非线性和线性均匀性测量。

反射镜

精密反射镜反射镜是用来控制光线的反射面。反射镜的优点是无论波长如何,都能提供相同的性能。然而,对反射元件的表面形貌要求比其折射元件要高得多。这些表面的形貌可以是平面、球面、非球面、圆柱面或自由曲面,可以使用 ZYGO 干涉仪和配件进行测量。

棱镜和角立方体

角立方体反射器和反射镜一样,棱镜也用来把光引导到需要的地方。棱镜的每一个面都与棱镜的其他面形成了一个特定的角度。这样做的好处是能够始终提供相对于输入的相同输出角度。测量这些角度是否精确十分重要,因为它们在加工后不能被改变。

常见的棱镜测量包括直角棱镜误差、角锥棱镜二面角、棱镜面的表面平面度、光束偏差和透射波前误差等测量。

分束器

光学反射镜分束器的独特之处在于,它们既能传输光,又能反射光。这就使得透射波前和表面面形误差规格变得极为重要。有些分束器是由棱镜组件组成的,在组装前必须对每个组件进行测量。

平面

平面几乎被用于所有的光学系统,确保其符合规格是至关重要的。这些表面很容易使用干涉测量法进行测量,结果具有极高的可重复性和可靠性。使用 ZYGO Ultraflat 和最佳做法,平面测量的不确定度可以降低至 λ/100。大口径扩束器可被添加到任何 ZYGO 的干涉仪系统中,以适应直径达 32 英寸的平面元件。

球面

球面光学元器件曲率半径定义了用于镜头和反射镜的球面的特征。它与表面面形误差一起决定了镜头或反射镜的性能,这两个量必须得到验证,才能确保光学元件的性能。利用透射参考球面产生理想的参考波前,可以测试球面面形。同样的透射球面可与曲率半径系统一起用于测量曲率半径。

柱面

柱面光学元器件比平面或球面光学元器件更难进行检测。如果使用传统的干涉仪测试柱面光学元器件,需要产生一个与表面的曲率相匹配的柱面波前。由于柱面光学元器件本身就比较难制造,所以很难制造出好的干涉测量参考元件,从而导致很难制造圆柱面。

传统的干涉测量法可以提供柱面光学器件表面的有用信息,计算机生成的全息图(CGH)可以帮助收集完整的表面信息。CGH 可以产生与测试表面曲率相匹配的柱面波前。类似于用透射参考球面测试球面样品,一个柱面CGH 可以用于测试多种柱面光学元器件。

非球面和自由曲面

自由曲面光学元器件虽然一些圆锥面形光学元件已被使用了很长时间,如望远镜系统中的抛物面镜和双曲面镜,但其他更普通的非球面形状的制造和测试却一直是个挑战。  在这两方面的进步使得光学设计人员能够可靠地使用非球面来提高光学性能,并减小光学系统的尺寸和重量。非球面可以使用 VeriFire 非球面系统或计算机生成全息图(CGH)来测量。非球面光学元件或系统的波前误差也可以直接测量,从而避免了测量非球面的需要。

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