本发明提供了一种用于测量平晶绝对面形的立式激光干涉测量设备以及方法。本发明的立式激光干涉测量设备包括：设备主体，具有准直透镜；参考平晶承载装置；平晶旋转承载装置，与参考平晶承载装置同光轴设置，用于作为在水平式测量状态时的待测平晶承载装置；以及平晶承托装置，替代平晶旋转承载装置，用于作为在立式测量状态时的待测平晶承载装置，其中，平晶旋转承载装置具有固定盘、旋转承载部以及限定部，限定部用于在旋转盘切换至第一位置时将旋转盘限定在第一位置以及在旋转盘切换至第二位置时将旋转盘限定在第二位置，平晶承托装置具有安装座以及承托部，承托部设置在安装座上，包含承托构件，承托构件具有软性的承托平面。
用于测量平晶绝对面形的激光干涉校准测量设备及方法
技术领域
[0001] 本发明属于激光干涉测量设备技术领域，具体涉及一种用于测量平晶绝对面形的激光干涉校准测量设备以及测量方法。
背景技术
[0002] 激光干涉测量设备也称为激光干涉仪，是利用光干涉技术对例如平晶等光学零件的形貌信息进行测量的设备。
[0003] 三平面互检方法是测量平晶绝对面形信息的最常用的测量方法。但是，在使用三平面互检方法对平晶的工作面进行绝对面形测量时，被测平晶需要旋转一定角度与参考镜进行相对测量，旋转角度偏差和旋转中心的偏移会直接影响测量结果。因此，待测平晶的高精度旋转是三表面互检绝对测量的关键。现有干涉测量技术中，通常将待测平晶和用于承载该待测平晶的平晶承载装置一起放在旋转平台上，通过控制旋转平台的旋转来同时带动待测平晶及其平晶承载装置进行转动。但是，此类旋转平台不仅结构复杂，操作麻烦，效率低；而且，难以保证平晶的旋转精度，导致测量精度低、不准确。
[0004] 此外，对平晶的工作面的绝对面形进行三平面互检的激光干涉测量设备往往采用为水平式测量状态，此时待测平晶和参考平晶都必须保持在竖向放置状态，待测平晶和参考平晶的装卸极为不方便，测量效率较低。
[0005] 若采用立式测量状态对平晶的工作面的绝对面形进行检测，通过参考平晶的工作面到待测平晶的工作面发生干涉形成的干涉条纹得到待测平晶的工作面的形貌，不仅仅考虑参考平晶的表面形貌，还必须考虑在水平放置时参考平晶因自重而产生的自重变形以及待测平晶因自重而产生的自重变形。
[0006] 现有技术中，根据放置方式参考平晶和待测平晶在水平放置时的自重变形通常都采用有限元分析方法来确定，但是有限元分析方法存在着数学建模复杂以及边界条件难以测量等困难。参考平晶能使用边缘圆环支撑的方式进行承载，并采用有限元分析方法法来确定其在水平放置时的自重变形。然而，待测平晶不仅种类繁多，而且数量较大，若都使用边缘圆环支撑的方式进行承载并采用有限元分析方法来获得待测平晶的自重变形，难以满足大批量多种类待测平晶的形貌快速测量的需求。
发明内容
[0007] 本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种用于测量平晶绝对面形的激光干涉校准测量设备以及测量方法，先采用三平面互检的方式在水平式测量状态下对参考平晶的工作面的绝对面形进行校准并在立式测量状态下对参考平晶的自重变形进行校准，再使用已校准的参考平晶在立式测量状态下对待测平晶的工作面的绝对面形进行测量，从而得到该待测平晶的工作面的绝对面形信息。
[0008] 为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
[0009] <方案一>
[0010] 本发明提供了一种用于测量平晶绝对面形的激光干涉校准测量设备，其特征在于，包括：设备主体，具有准直透镜；参考平晶承载装置，与准直透镜同光轴设置；平晶旋转承载装置，与参考平晶承载装置同光轴设置，用于作为在水平式测量状态时的待测平晶承载装置；以及平晶承托装置，替代平晶旋转承载装置，用于作为在立式测量状态时的待测平晶承载装置，其中，平晶旋转承载装置具有固定盘、旋转承载部以及限定部，固定盘用于固定安装，旋转承载部包含可转动地设置在固定盘上并且能够在第一位置和第二位置之间进行切换的旋转盘以及设置在该旋转盘上的待测平晶承载盘，限定部用于在旋转盘切换至第一位置时将旋转盘限定在第一位置以及在旋转盘切换至第二位置时将旋转盘限定在第二位置，包含设置在旋转盘的侧表面的一个限位件以及分别位于该限位件的两侧并且沿固定盘的圆周方向间隔设置在该固定盘的侧表面的两个阻挡件，阻挡件的边缘与限位件相接触，用于阻挡旋转盘的转动，第一位置作为第一限定状态位置，是限位件与一个阻挡件的边缘相接触时限位件所处的位置，第二位置作为第二限定状态位置，是限位件与另一个阻挡件的边缘相接触时限位件所处的位置，限位件的中心与旋转盘的圆心连线分别在第一限位状态位置和第二限位状态位置时所成的夹角为90°，平晶承托装置具有安装座以及承托部，安装座用于固定安装，承托部设置在安装座上，包含承托座以及设置在该承托座上的承托构件，承托构件具有软性的承托平面。
[0011] 本发明提供的用于测量平晶绝对面形的激光干涉校准测量设备，还可以具有这样的特征：其中，限位件含有由能够被磁力吸引的金属材料制成的限位块，阻挡件含有阻挡块以及嵌设在该阻挡块朝向限位块的侧部的永磁体。
[0012] 本发明提供的用于测量平晶绝对面形的激光干涉校准测量设备，还可以具有这样的特征：其中，限位块上设有用于使限位块与阻挡块相分离分离单元，分离单元由偏心轮、偏心轮转轴以及扳手构成，限位块设有偏心轮的形状相匹配的偏心轮安装槽以及与该偏心轮安装槽相连通的偏心轮转轴安装孔，偏心轮设置在偏心轮安装槽内，偏心轮转轴的一端穿过偏心轮转轴安装孔并与偏心轮相连接，另一端安装有扳手。
[0013] 本发明提供的用于测量平晶绝对面形的激光干涉校准测量设备，还可以具有这样的特征：其中，平晶旋转承载装置还具有设置在待测平晶承载盘上用于对待测平晶的中心进行校准的中心校准部，中心校准部包含环形框、两根准线以及两个分别用于对两根准线进行紧固并沿环形框的圆周方向调节的紧固调节单元，环形框设有两个具有沿该环形框的圆周方向间隔90°的准线安装孔以及分别与两个准线安装孔对向设置并且沿环形框的圆周方向延伸的两个准线安装槽，两个紧固调节单元分别与两个准线安装槽相对应并且安装在环形框上，准线的一端固定设置在准线安装孔内，另一端穿过对应的准线安装槽并与对应的紧固调节单元相连接。
[0014] 本发明提供的用于测量平晶绝对面形的激光干涉校准测量设备，还可以具有这样的特征：其中，紧固调节单元含有紧固调节支座以及安装在该紧固调节支座上的紧固件和调节组件，紧固调节支座设有紧固件安装槽、与该紧固件安装槽相连通并且与准线安装槽的形状相匹配的准线调节槽、以及与紧固件安装槽相连通的丝杆安装孔，紧固件具有紧固块以及绕线轴，紧固块安装在紧固件安装槽内，紧固块设有丝杆通孔，绕线轴设置在该紧固块上，并与准线的另一端相连接，调节组件具有调节丝杆以及弹簧，调节丝杆的一端设有手柄，另一端穿过丝杆安装孔并插设在丝杆通孔内，紧固块在调节丝杆的驱动下沿环形框的切向移动，弹簧套接在调节丝杆位于紧固块和紧固件安装槽的内壁之间的部分上。
[0015] 本发明提供的用于测量平晶绝对面形的激光干涉校准测量设备，还可以具有这样的特征：其中，承托构件为扁平状的气囊垫，该气囊垫具有相互平行的第一端面和第二端面，第一端面用于作为承托平面，第二端面用于与承托座相贴合。
[0016] 本发明提供的用于测量平晶绝对面形的激光干涉校准测量设备，还可以具有这样的特征：其中，承托构件为纺织面料，该纺织面料的厚度为0.5-3mm。
[0017] 本发明提供的用于测量平晶绝对面形的激光干涉校准测量设备，还可以具有这样的特征：其中，承托座的上端部具有与承托构件的形状相匹配的承托凸台，承托部还包含与承托凸台的形状相匹配的压紧环套，用于把承托构件压紧在承托座上，压紧环套内边缘的上部设置有与待测平晶的形状相匹配的环状突起。
[0018] 本发明提供的用于测量平晶绝对面形的激光干涉校准测量设备，还可以具有这样的特征：其中，平晶承托装置还具有至少一个分别具有不同高度的支撑构件，支撑构件设置在承托座和安装座之间，并且支撑构件的两端分别与承托座和安装座相连接。
[0019] <方案二>
[0020] 本发明还提供了一种平晶绝对面形的激光干涉测量方法，使用<方案一>的用于测量平晶绝对面形的激光干涉校准测量设备，设定第一参考平晶的工作面为第一工作面、第二参考平晶的工作面为第二工作面、第三参考平晶的工作面为第三工作面，其特征在于，包括以下步骤：
[0021] 步骤S1，将激光干涉校准测量设备置于水平式测量状态并安装好平晶旋转承载装置，将第一参考平晶放置在平晶旋转承载装置上并将旋转盘旋转至第一限位状态位置，将第二参考平晶放置在参考平晶承载装置上，并使第一工作面和第二工作面相对竖向放置；分别在第一工作面以及第二工作面上标记此时的X轴方向和Y轴方向的位置信息，设定第一工作面的X轴方向和Y轴方向分别为X轴正方向和Y轴正方向；激光发射器发射出的激光束经滤波器滤波并经准直透镜准直形成准直光束，该准直光束入射到第二工作面反射形成参考光束，准直光束透射过第二工作面后发射到第一工作面反射形成测试光束，参考光束以及测试光束经分光镜反射到成像物镜形成干涉条纹并发射到图像探测器上形成干涉图案，处理部接收该干涉图案并进行处理得到第一工作面和第二工作面的光程差信息M1：
[0022] M1＝A+BX
[0023] A表示第一工作面的绝对面形信息，BX表示第二工作面沿X轴翻转后的绝对面形信息；
[0024] 步骤S2，将旋转盘顺时针旋转至第二限位状态位置；激光发射器发射出的激光束经滤波器滤波并经准直透镜准直形成准直光束，该准直光束入射到第二工作面反射形成参考光束，准直光束透射过第二工作面后发射到旋转90°后的第一工作面反射形成测试光束，参考光束以及测试光束经分光镜反射后到成像物镜形成干涉条纹并发射到图像探测器上形成干涉图案，处理部接收该干涉图案并进行处理得到旋转90°后的第一工作面和第二工作面的光程差信息M2：
[0025] M2＝A90+BX
[0026] A90表示第一工作面旋转90°后的绝对面形信息；
[0027] 步骤S3，将旋转盘逆时针旋转至第一限位状态位置；将第二参考平晶从参考平晶承载装置上取下，将第三参考平晶放置在参考平晶承载装置上，并使第三工作面和第一工作面相对竖向放置；激光发射器发射出的激光束经滤波器滤波并经准直透镜准直形成准直光束，该准直光束入射到第三工作面反射形成参考光束，准直光束透射过第三工作面后发射到第一工作面反射形成测试光束，参考光束以及测试光束经分光镜反射到成像物镜形成干涉条纹并发射到图像探测器上形成干涉图案，处理部接收该干涉图案并进行处理得到第一工作面和第三工作面的光程差信息M3：
[0028] M3＝A+CX
[0029] CX表示第三工作面沿X轴翻转的绝对面形信息；
[0030] 步骤S4，将第一参考平晶从平晶旋转承载装置上取下，将第二参考平晶放置在平晶旋转承载装置上，并使第二工作面和第三工作面相对竖向放置；激光发射器发射出的激光束经滤波器滤波并经准直透镜准直形成准直光束，该准直光束入射到第三工作面反射形成参考光束，准直光束透射过第三工作面后发射到第二工作面反射形成测试光束，参考光束以及测试光束经分光镜反射到成像物镜形成干涉条纹并发射到图像探测器上形成干涉图案，处理部接收该干涉图案并进行处理得到第二工作面和第三工作面的光程差信息M4：
[0031] M4＝B+CX
[0032] B表示第二工作面的面形信息；
[0033] 步骤S5，处理部根据第一工作面和第二工作面的光程差信息M1、旋转90°后的第一工作面和第二工作面的光程差信息M2、第一工作面和第三工作面的光程差信息M3以及第二工作面和第三工作面的光程差信息M4计算得出第一工作面的绝对面形信息A、第二工作面的绝对面形信息B以及第三工作面的绝对面形信息C；
[0034] 步骤S6，将第三参考平晶以及第二参考平晶分别从参考平晶承载装置以及平晶旋转承载装置上取下；将激光干涉校准测量设备置于立式测量状态，将平晶旋转承载装置卸下并安装好平晶承托装置；将第一参考平晶放置在平晶承托装置上，将第二参考平晶放置在参考平晶承载装置上，并使第一工作面和第二工作面相对水平放置；激光发射器发射出的激光束经滤波器滤波并经准直透镜准直形成准直光束，该准直光束入射到第二工作面反射形成参考光束，准直光束透射过第二工作面后发射到第一工作面反射形成测试光束，参考光束以及测试光束经分光镜反射到成像物镜形成干涉条纹并发射到图像探测器上形成干涉图案，处理部接收该干涉图案并进行处理得到第一工作面和第二工作面在水平放置时的光程差信息MD：
[0035] MD＝A+BX-wAD+wBD
[0036] wAD为第一参考平晶在水平放置时的自重变形信息，wBD为第二参考平晶在水平放置时的自重变形信息；
[0037] 步骤S7，设定第一参考平晶在平晶承托装置上水平放置时无自重变形，即：
[0038] wAD＝0
[0039] 因此，第一工作面和第二工作面在水平放置时的光程差信息MD简化为：
[0040] MD＝A+BX+wBD；
[0041] 步骤S8，将第一工作面和第二工作面在水平放置时的光程差信息MD减去第一工作面的绝对面形信息A，即得到第二参考平晶水平放置时带自重的绝对面形信息BD，即[0042] BD＝BX+wBD＝MD-A
[0043] 设定每次测量结果均自动将所述第二参考平晶水平放置时带自重的绝对面形信息BD去除后继续测量第一工作面和第二工作面在水平放置时的光程差信息，此时的光程差信息不再包含第二工作面的绝对面形信息及自重，第一工作面水平状态的绝对面形与垂直状态的绝对面形一致；
[0044] 步骤S9，将第一参考平晶从平晶承托装置上取下，将任意待测平晶放置在平晶承托装置上，并使待测平晶的工作面和第二工作面相对水平设置；激光发射器发射出的激光束经滤波器滤波并经准直透镜准直形成准直光束，该准直光束入射到第二工作面反射形成参考光束，准直光束透射过第二工作面后发射到待测平晶的工作面反射形成测试光束，参考光束以及测试光束经分光镜反射到成像物镜形成干涉条纹并发射到图像探测器上形成干涉图案，处理部接收该干涉图案并进行处理得到待测平晶的工作面和第二工作面在水平放置时的光程差信息M：
[0045] M＝D
[0046] D为待测平晶的工作面的绝对面形信息。
[0047] 发明作用与效果
[0048] 根据本发明所涉及的用于测量平晶绝对面形的激光干涉校准测量设备以及测量方法，因为具有作为在水平测量状态时待测平晶承载装置的平晶旋转承载装置以及作为在立式测量状态时待测平晶承载装置的平晶承托装置，平晶旋转承载装置具有限定部，该限定部包含设置在旋转盘的侧表面的一个限位件以及分别位于该限位件的两侧并且沿固定盘的圆周方向间隔设置在该固定盘的侧表面的两个阻挡件，阻挡件的边缘与限位件相接触，能够阻挡旋转盘的转动，使得旋转盘在切换至第一位置时被限定在第一位置以及在切换至第二位置时被限定在第二位置，承托装置具有承托部，该承托部具有与待测的平晶的端面相贴合的承托平面，能够使得待测的平晶在水平放置时因自重而产生的自重变形最小甚至无自重变形，所以，一方面，本发明能够实现先采用三平面互检的方式在水平式测量状态下对参考平晶的工作面的绝对面形进行测量并在立式测量状态下对参考平晶的自重变形进行校准，再使用已校准的参考平晶在立式状态下对待测平晶的工作面的绝对面形进行测量，从而得到待测平晶的工作面的绝对面形信息；另一方面，不仅能够对平晶的旋转位置进行精准定位，提高三平面互检结果的精准度，而且，使得平晶的装卸操作简单、方便，提高测量效率，从而能够很好地满足大批量多种类平晶的形貌快速测量的需求。
附图说明
[0049] 图1是本发明的实施例中用于测量平晶绝对面形的激光干涉校准测量设备处于水平式测量状态时的原理框图；
[0050] 图2是本发明的实施例中用于测量平晶绝对面形的激光干涉校准测量设备处于水平式测量状态时的立体结构示意图；
[0051] 图3是本发明的实施例中用于测量平晶绝对面形的激光干涉校准测量设备处于立式测量状态时的原理框图；
[0052] 图4是本发明的实施例中用于测量平晶绝对面形的激光干涉校准测量设备处于立式测量状态时的立体结构示意图；
[0053] 图5是本发明的实施例中平晶旋转承载装置的立体结构示意图；
[0054] 图6是本发明的实施例中固定盘、旋转承载部以及限定部的立体结构示意图；
[0055] 图7是本发明的实施例中固定盘、旋转承载部以及限定部的分解安装示意图；
[0056] 图8是本发明的实施例中中心校准部的立体结构示意图；
[0057] 图9是本发明的实施例中中心校准部的分解安装示意图；
[0058] 图10是本发明的实施例中平晶承托装置的立体结构示意图；
[0059] 图11是本发明的实施例中平晶承托装置的分解安装示意图；以及[0060] 图12是本发明的实施例中三个参考平晶在采用三平面互检的方式进行测量时的放置位置示意图。
具体实施方式
[0061] 以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
[0062] 图1是本发明的实施例中用于测量平晶绝对面形的激光干涉校准测量设备处于水平式测量状态时的原理框图；图2是本发明的实施例中用于测量平晶绝对面形的激光干涉校准测量设备处于水平式测量状态时的立体结构示意图；图3是本发明的实施例中用于测量平晶绝对面形的激光干涉校准测量设备处于立式测量状态时的原理框图；图4是本发明的实施例中用于测量平晶绝对面形的激光干涉校准测量设备处于立式测量状态时的立体结构示意图；
[0063] 如图1至图4所示，本实施例中的用于测量平晶绝对面形的激光干涉校准测量设备100包括设备主体10、参考平晶承载装置20、平晶旋转承载装置30A以及平晶承托装置30B。
[0064] 本实施例中的激光干涉校准测量设备100有两种使用状态：水平式测量状态和立式测量状态。如图1和图2所示，激光干涉校准测量设备100处于水平式测量状态，此时待测平晶承载装置为平晶旋转承载装置30A；如图3和图4所示，激光干涉校准测量设备100处于立式测量状态，此时待测平晶承载装置为平晶承托装置30B。
[0065] 如图1所示，设备主体10包含激光发射器11、滤波器12、分光镜13、准直透镜14、成像物镜15、图像探测器16以及处理部17。
[0066] 激光发射器11用于发射出激光束。
[0067] 滤波器12为空间滤波器，接收激光发射器11发射来的激光束并对该激光束进行滤波，滤掉杂散光。
[0068] 分光镜13用于将被滤波器12滤波后的激光束透射到准直透镜14，并将作为参考平晶的平晶的工作面反射形成的参考光束以及作为待测平晶的平晶的工作面反射形成的测试光束进行反射。
[0069] 准直透镜14接收经分光镜13透射过来的滤波后的激光束并对该激光束进行准直，从而形成准直光束发射到参考平晶以及待测平晶。
[0070] 成像物镜15为聚光镜，接收经分光镜13反射的参考光束和测试光束，从而形成干涉条纹进行发射。
[0071] 图像探测器16接收成像物镜15发射来的干涉条纹并形成干涉图像。
[0072] 处理部17与图像探测器16通信连接，接收图像探测器16发送来的干涉图像，并对该干涉图像进行处理得到平晶的工作面的绝对面形信息。在本实施例中，处理部17为包含有数据处理程序的计算机。
[0073] 如图1至图4所示，参考平晶承载装置20用于承载作为参考平晶的平晶，与准直透镜14同光轴设置。参考平晶承载装置20包括承载盘安装座(图中未示出)以及设置在该承载盘安装座上用于放置参考平晶的参考平晶承载盘21。参考平晶承载盘21为圆环盘，该圆环盘的一端与安装座相连接，另一端设有参考平晶压紧环套21a，用于将参考平晶压紧在参考平晶承载盘21的端面上。
[0074] 图5是本发明的实施例中平晶旋转承载装置的立体结构示意图。
[0075] 如图1、图2以及图5所示，平晶旋转承载装置30A与参考平晶承载装置20同光轴设置并且安装在第一承载固定座101A上，用于作为在水平式测量状态时的待测平晶承载装置，来承载作为待测平晶的平晶。平晶旋转承载装置30A包含固定盘31、旋转承载部32、限定部33以及中心校准部34。
[0076] 图6是本发明的实施例中固定盘、旋转承载部以及限定部的立体结构示意图；图7是本发明的实施例中固定盘、旋转承载部以及限定部的分解安装示意图。
[0077] 如图5至图7所示，固定盘31为由金属材料制成的圆盘。固定盘31的中央位置设有旋转盘转轴通孔311(见图5)，一端设置有固定盘安装板312，该固定盘安装板312的周边区域上设置有四个固定盘用安装孔312a，四个固定盘紧固件(图中未示出)分别穿过四个固定盘用安装孔312a进入固定盘安装板312内，并与第一承载安装座101A紧固连接，从而将固定盘31安装在第一承载固定座101A的表面上。在本实施例中，固定盘紧固件为紧固螺栓。
[0078] 如图5至图7所示，旋转承载部32用于承载作为待测平晶的平晶并带动该待测平晶绕其中心轴线进行转动。旋转承载部32包含旋转盘321、旋转盘驱动组件322以及待测平晶承载盘323。
[0079] 如图5至图7所示，旋转盘321为圆环盘，可转动地设置在固定盘31上并且能够在第一位置和第二位置之间进行切换。旋转盘321的一端嵌设有两个锁紧件321a，另一端设有旋转盘安装板321b，该旋转盘安装板321b通过螺钉安装在旋转盘321的端面上。在本实施例中，旋转盘321与固定盘31为同中心轴线设置。
[0080] 如图7所示，旋转盘驱动组件322用于驱动旋转盘321进行转动，含有旋转盘转轴322a、两个轴承322b、轴承座322c以及驱动构件(图中未示出)。轴承座322c安装在固定盘31上；一个轴承322b安装在旋转盘转轴通孔311内，另一个轴承322b安装在轴承座322c上；旋转盘转轴322a的一端依次穿过两个轴承322b进入旋转盘转轴通孔311后与固定盘安装板
312通过螺钉紧固连接，另一端安装有驱动构件。在本实施例中，驱动构件为扳手，通过转动扳手驱动旋转盘转轴332a转动，进而带动旋转盘321转动。
[0081] 如图5至图7所示，待测平晶承载盘323安装在旋转盘321上并且与该旋转盘321同中心轴线设置，用于放置作为待测平晶的平晶。待测平晶承载盘323为圆环盘，其一端设置有用于将待测平晶压紧在待测平晶承载盘323的端面上的待测平晶压紧环套323a，另一端具有凸台323b，该凸台323b的边缘设置有两个分别与旋转盘321上的两个锁紧件321a相匹配的固定销(图中未示出)，待测平晶承载盘323通过凸台323b嵌合在旋转盘321内并且固定销与锁紧件321a相锁合而安装在旋转盘321上。
[0082] 如图5至图7所示，限定部33用于在旋转盘321切换至第一位置时将旋转盘321限定在第一位置以及在旋转盘321切换至第二位置时将旋转盘321限定在第二位置。限定部33包含一个限位件331以及两个阻挡件332。
[0083] 如图5至图7所示，限位件331设置在旋转盘321的侧表面，含有限位块331a以及分离单元331b。
[0084] 限位块331a由能够被磁力吸引的金属材料制成，具有偏心轮安装槽331c以及与该偏心轮安装槽331c相连通的偏心轮转轴安装孔(图中未示出)。
[0085] 分离单元331b设置在限位块331a上，用于使限位块331a与阻挡件332相分离。分离单元331b由偏心轮331d、偏心轮转轴331e以及扳手331f构成。偏心轮331d设置在偏心轮安装槽331c内，偏心轮转轴331e的一端穿过偏心轮转轴安装孔并与偏心轮331d紧固连接，另一端安装有扳手331f。
[0086] 如图5至图7所示，两个阻挡件332位于限位件331的两侧并且沿固定盘31的圆周方向间隔设置在固定盘31的侧表面，阻挡件332的边缘与限位件331的限位块331a相接触，用于阻挡限位块311a的转动，进而阻挡旋转盘321的转动。阻挡件332含有阻挡块332a以及嵌设在该阻挡块332a朝向限位块的侧部的永磁体332b，阻挡块332a通过螺钉紧固的方式安装在固定盘31的侧表面。在本实施例中，永磁体332b为磁铁。
[0087] 第一位置作为第一限定状态位置，是限位件331的限位块331a与一个阻挡件332的阻挡块332a的边缘相接触时限位块331a所处的位置；第二位置作为第二限定状态位置，是限位件331的限位块331a与另一个阻挡件332的阻挡块332a的边缘相接触时限位块331a所处的位置。当限位块331a移动至第一限定状态位置或第二限定状态位置时，限位块331a在永磁体332b的磁力吸引作用下被吸紧在对应的阻挡快332a的边缘上，从而将限位块331a限定在第一限定状态位置或第二限定状态位置。
[0088] 在本实施例中，限位件331的限位块331a的中心与旋转盘321的圆心连线分别在第一限位状态位置和第二限位状态位置时所成的夹角为90°。当然，也可根据需要，限位件331的限位块331a的中心与旋转盘321的圆心连线分别在第一限位状态位置和第二限位状态位置时所成的夹角可以为其他角度，例如45°和135°等。
[0089] 图8是本发明的实施例中中心校准部的立体结构示意图；图9是本发明的实施例中中心校准部的分解安装示意图。
[0090] 如图5、图8以及图9所示，中心校准部34设置在待测平晶承载盘323上，用于对放置在待测平晶承载盘323上的待测平晶的中心进行校准。中心校准部34包含环形框341、两根准线342以及两个紧固调节单元343。
[0091] 如图5、图8以及图9所示，环形框341为圆环状框，设有两个具有沿该环形框341的圆周方向间隔90°的准线安装孔(图中未示出)以及分别与两个准线安装孔对向设置并且沿环形框341的圆周方向延伸的两个准线安装槽341a(见图8)。
[0092] 如图5、图8以及图9所示，两根准线342的一端分别固定设置在环形框341上的两个准线安装孔内，另一端分别穿过两个准线安装槽341a并与对应的紧固调节单元343相连接。两根准线342的交叉点既是环形框341的圆心，也是放置在待测平晶承载盘323上的待测平晶的圆心。在本实施例中，准线342为直径0.1-0.5mm的钢丝。
[0093] 如图5、图8以及图9所示，两个紧固调节单元343分别与两个准线安装槽341a相对应并且安装在环形框341上，分别用于对两个准线342进行紧固并沿环形框341的圆周方向调节。每一个紧固调节单元343含有紧固调节支座343a、紧固件343b以及调节组件343c。
[0094] 紧固调节支座343a安装在环形框341的外侧面上，并且与准线安装槽341a相对应。紧固调节支座343a具有紧固件安装槽343d、准线调节槽343e以及丝杆安装孔343f。紧固件安装槽343d的形状与紧固件343b的形状相匹配，准线调节槽343e与紧固件安装槽343d相连通并且与准线安装槽341a的形状相匹配。
[0095] 紧固件343b安装在紧固件安装槽343d内，用于对对应的准线342进行拉紧从而实现紧固。紧固件343b具有紧固块343g以及设置在该紧固块343g上的绕线轴343h和固定销343i。紧固块343g上具有绕线轴安装孔343j、丝杆通孔343k以及四个导向通孔343m。绕线轴
343h安装在绕线轴安装孔343j内并且与对应的准线342的另一端相连接，通过转动绕线轴
343h把准线342进行拉紧。固定销343i与绕线轴343h相对应并且安装在紧固块343g上，用于将绕线轴343进行固定。
[0096] 调节组件343c安装在紧固调节支座343a上，与紧固件343b相连接，用于驱动紧固件343b沿环形框341的切向移动，进而带动准线342的另一端沿环形框341的切向移动，从而实现调节两根准线342的交叉点的位置。调节组件343c具有丝杆轴承343n、调节丝杆343p、四根导向杆343q以及弹簧(图中未示出)。丝杆轴承343n安装在丝杆安装孔343f内。调节丝杆343p的一端设置有手柄，另一端穿过丝杆轴承343n后并插设在丝杆通孔343k内，丝杆通孔343k内具有与调节丝杆343p的外螺纹相匹配的内螺纹，通过转动调节丝杆343p来实现固定块343g在紧固件安装槽343d内的移动。四根导向杆343q分别插设在四个导向通孔343m内，并且每根导向杆343q的两端分别与紧固调节支座343a相连接。弹簧套接在调节丝杆343p远离手柄的另一端上并且位于紧固块343g与紧固件安装槽343d的内壁之间。
[0097] 图10是本发明的实施例中平晶承托装置的立体结构示意图；图11是本发明的实施例中平晶承托装置的分解安装示意图。
[0098] 如图3、图4、图9以及图10所示，平晶承托装置30B替代平晶旋转承载装置30A，用于作为在立式测量状态时的待测平晶承载装置。平晶承托装置30B与参考平晶承载装置20同光轴设置，并且放置在第二承载固定座101B上。平晶承托装置30B包含安装座35、支撑构件36以及承托部37。
[0099] 如图10和图11所示，承托安装座35用于固定安装支撑构件36，为由金属材料制成的四方形平板。安装座35的底部设置有四个支垫351，安装座35的周边区域上设置有四个支垫紧固用安装孔35a，四个支垫紧固件(图中未示出)分别穿过四个支垫紧固用安装孔35a进入承托安装座35内，并与四个支垫351紧固连接，从而将四个支垫安装在承托安装座35底部的周边区域上。在本实施例中，支垫紧固件为紧固螺栓。
[0100] 如图10和图11所示，支撑构件36设置在安装座35上，用于支撑安装承托部37并使承托部37处在参考平晶承载装置20下方的预定间隔的位置处。在本实施例中，支撑构件36为金属材料制成的圆筒，该圆筒呈竖向设置，其下端与安装座32相连接。支撑构件36的周边区域上设置有六个支撑紧固用安装孔36a，六个支撑紧固件(图中未示出)分别穿过六个支撑紧固用安装孔36a进入支撑构件36内，并与安装座35紧固连接，从而将支撑构件36安装在安装座35的上表面上。在本实施例中，支撑紧固件为紧固螺栓。
[0101] 如图10和图11所示，承托部37设置在作为支撑构件36的上端，用于承托待测平晶。承托部37包含承托座371、承托构件372以及压紧环套373。
[0102] 承托座371的下端与支撑构件36的上端相嵌合，承托座371的上端部具有承托凸台371a。承托凸台371a具有与承托构件372的形状相匹配的形状。
[0103] 承托构件372设置在承托座371的承托凸台371a上，用于承托待测平晶。承托构件372为与待测平晶的形状相匹配的扁平状的中空的气囊垫，该气囊垫具有相互平行的第一端面372a(即上端面)和第二端面(即图中未示出的下端面)。气囊垫的内部充有适量的气体，从而使得第一端面372a形成软性的承托平面，该承托平面用于与待测平晶的下端面(非工作面)完全贴合。第二端面用于与承托凸台371a的上端面相贴合。在本实施例中，气囊垫由橡胶材料制成，高度为3-5mm。
[0104] 压紧环套373用于把承托构件372压紧在承托凸台371a上，具有与承托凸台371a的形状相匹配的形状。压紧环套373内边缘的上部设置有与待测平晶的形状相匹配的环状突起373a。
[0105] 图12是本发明的实施例中三个参考平晶在采用三平面互检的方式进行测量时的放置位置示意图。
[0106] 本实施例中的平晶绝对面形的激光干涉测量方法，使用上述用于测量平晶绝对面形的激光干涉校准测量设备100，设定第一参考平晶201的工作面为第一工作面、第二参考平晶202的工作面为第二工作面、第三参考平晶203的工作面为第三工作面，先采用三平面互检的方式在水平式测量状态下对第一工作面、第二工作面以及第三工作面的绝对面形进行测量并在立式测量状态下对三个参考平晶中的一者在水平放置时的自重变形进行校准，再使用已校准的参考平晶在立式测量状态下对待测平晶的工作的绝对面形进行测量，从而得到该待测平晶的工作面的绝对面形信息。该平晶绝对面形的激光干涉测量方法，包括以下步骤：
[0107] 步骤S1，如图2所示，将激光干涉校准测量设备100置于水平式测量状态并安装好平晶旋转承载装置30A；如图12(a)所示，将第一参考平晶201放置在平晶旋转承载装置30A上并将旋转盘32旋转至第一限位状态位置，将第二参考平晶202放置在参考平晶承载装置20上，并使第一工作面和第二工作面相对竖向放置；分别在第一工作面以及第二工作面上标记此时的X轴方向和Y轴方向的位置信息，设定第一工作面的X轴方向和Y轴方向分别为X轴正方向和Y轴正方向；激光发射器11发射出的激光束经滤波器12滤波并经准直透镜14准直形成准直光束，该准直光束入射到第二工作面反射形成参考光束，准直光束透射过第二工作面后发射到第一工作面反射形成测试光束，参考光束以及测试光束经分光镜13反射到成像物镜15形成干涉条纹并发射到图像探测器16上形成干涉图案，处理部17接收该干涉图案并进行处理得到第一工作面和第二工作面的光程差信息M1：
[0108] M1＝A+BX
[0109] A表示第一工作面的绝对面形信息，BX表示第二工作面沿X轴翻转后的绝对面形信息。
[0110] 步骤S2，如图12(b)所示，将旋转盘32顺时针旋转至第二限位状态位置；激光发射器11发射出的激光束经滤波器12滤波并经准直透镜14准直形成准直光束，该准直光束入射到第二工作面反射形成参考光束，准直光束透射过第二工作面后发射到旋转90°后的第一工作面反射形成测试光束，参考光束以及测试光束经分光镜13反射后到成像物镜15形成干涉条纹并发射到图像探测器16上形成干涉图案，处理部17接收该干涉图案并进行处理得到旋转90°后的第一工作面和第二工作面的光程差信息M2：
[0111] M2＝A90+BX
[0112] A90表示第一工作面旋转90°后的绝对面形信息。
[0113] 步骤S3，如图12(c)所示，将旋转盘32逆时针旋转至第一限位状态位置；将第二参考平晶202从参考平晶承载装置20上取下，将第三参考平晶203放置在参考平晶承载装置20上，并使第三工作面和第一工作面相对竖向放置；激光发射器11发射出的激光束经滤波器12滤波并经准直透镜14准直形成准直光束，该准直光束入射到第三工作面反射形成参考光束，准直光束透射过第三工作面后发射到第一工作面反射形成测试光束，参考光束以及测试光束经分光镜13反射到成像物镜15形成干涉条纹并发射到图像探测器16上形成干涉图案，处理部17接收该干涉图案并进行处理得到第一工作面和第三工作面的光程差信息M3：
[0114] M3＝A+CX
[0115] CX表示第三工作面沿X轴翻转的绝对面形信息。
[0116] 步骤S4，如图12(d)所示，将第一参考平晶201从平晶旋转承载装置30A上取下，将第二参考平晶202放置在平晶旋转承载装置30A上，并使第二工作面和第三工作面相对竖向放置；激光发射器11发射出的激光束经滤波器12滤波并经准直透镜14准直形成准直光束，该准直光束入射到第三工作面反射形成参考光束，准直光束透射过第三工作面后发射到第二工作面反射形成测试光束，参考光束以及测试光束经分光镜13反射到成像物镜15形成干涉条纹并发射到图像探测器16上形成干涉图案，处理部17接收该干涉图案并进行处理得到第二工作面和第三工作面的光程差信息M4：
[0117] M4＝B+CX
[0118] B表示第二工作面的面形信息。
[0119] 步骤S5，处理部17根据第一工作面和第二工作面的光程差信息M1、旋转90°后的第一工作面和第二工作面的光程差信息M2、第一工作面和第三工作面的光程差信息M3以及第二工作面和第三工作面的光程差信息M4计算得出第一工作面的绝对面形信息A、第二工作面的绝对面形信息B以及第三工作面的绝对面形信息C。
[0120] 步骤S6，将第三参考平晶203以及第二参考平晶202分别从参考平晶承载装置20以及平晶旋转承载装置30A上取下；将激光干涉校准测量设备100置于立式测量状态，将平晶旋转承载装置30A卸下并安装好平晶承托装置30B；将第一参考平晶201放置在平晶承托装置30B上，将第二参考平晶202放置在参考平晶承载装置20上，并使第一工作面和第二工作面相对水平放置；激光发射器11发射出的激光束经滤波器12滤波并经准直透镜14准直形成准直光束，该准直光束入射到第二工作面反射形成参考光束，准直光束透射过第二工作面后发射到第一工作面反射形成测试光束，参考光束以及测试光束经分光镜13反射到成像物镜15形成干涉条纹并发射到图像探测器16上形成干涉图案，处理部17接收该干涉图案并进行处理得到第一工作面和第二工作面在水平放置时的光程差信息MD：
[0121] MD＝A+BX-wAD+wBD
[0122] wAD为第一参考平晶201在水平放置时的自重变形信息，wB为第二参考平晶202在水平放置时的自重变形信息；
[0123] 步骤S7，设定第一参考平晶201在平晶承托装置30B上水平放置时无自重变形，即：
[0124] wAD＝0
[0125] 因此，第一工作面和第二工作面在水平放置时的光程差信息MD简化为：
[0126] MD＝A+BX+wBD。
[0127] 步骤S8，将第一工作面和第二工作面在水平放置时的光程差信息MD减去第一工作面的绝对面形A，即得到第二参考平晶202水平放置时带自重的绝对面形信息BD，即BD＝BX+wBD＝MD-A；
[0128] 将BD的面形信息导入相应的软件中，并设定每次测量结果均自动将第二参考平晶202水平放置时带自重的绝对面形信息BD去除后继续测量第一工作面和第二工作面在水平放置时的光程差信息，此时的光程差信息不再包含第二工作面的绝对面形信息及自重变形信息，第一工作面水平状态的绝对面形与垂直状态的绝对面形一致。
[0129] 步骤S9，将第一参考平晶201从平晶承托装置30B上取下，将任意待测平晶放置在平晶承托装置30B上，并使待测平晶的工作面和第二工作面相对水平设置；激光发射器11发射出的激光束经滤波器12滤波并经准直透镜14准直形成准直光束，该准直光束入射到第二工作面反射形成参考光束，准直光束透射过第二工作面后发射到待测平晶的工作面反射形成测试光束，参考光束以及测试光束经分光镜13反射到成像物镜15形成干涉条纹并发射到图像探测器16上形成干涉图案，处理部17接收该干涉图案并进行处理得到待测平晶的工作面和第二工作面在水平放置时的光程差信息M：
[0130] M＝D
[0131] D为待测平晶的工作面的绝对面形信息。
[0132] 实施例作用与效果
[0133] 根据本实施例所涉及的用于测量平晶绝对面形的激光干涉校准测量设备以及测量方法，因为具有作为在水平测量状态时待测平晶承载装置的平晶旋转承载装置以及作为在立式测量状态时待测平晶承载装置的平晶承托装置，平晶旋转承载装置具有限定部，该限定部包含设置在旋转盘的侧表面的一个限位件以及分别位于该限位件的两侧并且沿固定盘的圆周方向间隔设置在该固定盘的侧表面的两个阻挡件，阻挡件的边缘与限位件相接触，能够阻挡旋转盘的转动，使得旋转盘在切换至第一位置时被限定在第一位置以及在切换至第二位置时被限定在第二位置，承托装置具有承托部，该承托部具有与待测的平晶的端面相贴合的承托平面，能够使得待测的平晶在水平放置时因自重而产生的自重变形最小甚至无自重变形，所以，一方面，本实施例激光干涉校准测量设备能够实现先采用三平面互检的方式在水平式测量状态下对参考平晶的工作面的绝对面形进行测量并在立式测量状态下对参考平晶的自重变形进行校准，再使用已校准的参考平晶在立式状态下对待测平晶的工作面的绝对面形进行测量，从而得到待测平晶的工作面的绝对面形信息；另一方面，不仅能够对平晶的旋转位置进行精准定位，提高三平面互检结果的精准度，而且，使得平晶的装卸操作简单、方便，提高测量效率，从而能够很好地满足大批量多种类平晶的形貌快速测量的需求。
[0134] 另外，因为限位件还具有分离单元，该分离单元由偏心轮、偏心轮转轴以及扳手构成，偏心轮设置在限位块的偏心轮安装槽内，偏心轮转轴的一端穿过偏心轮转轴安装孔并与偏心轮相连接，另一端安装有扳手，通过转动扳手带动偏心轮进行转动，进而偏心轮将吸紧在一起的限位块和阻挡块分离，避免了因外力过大导致固定盘发生移动的问题，从而进一步提高了测量结果的精度。
[0135] 此外，因为待测平晶承载盘上设有中心校准部，该中心校准部包含环形框、两根准线以及两个分别用于对两根准线进行紧固和沿环形框的圆周方向调节的紧固调节单元，环形框设有两个具有沿该环形框的圆周方向间隔90°的准线安装孔以及分别与两个准线安装孔对向设置的两个准线安装槽，准线的一端固定设置在准线安装孔内，另一端穿过对应的准线安装槽并与对应的紧固调节单元相连接，所以，本实施例的两根准线在分别在两个紧固调节单元沿环形框的圆周方向调节下形成相互垂直的十字形结构，一方面，使得两根准线的交叉点即为放置在待测平晶承载盘上的待测平晶的中心从而方便地确定待测平晶的中心，进而便于对待测平晶的中心与测量光学系统的中心之间的偏移进行快速校准，从而保证旋转盘上待测平晶在第一位置和第二位置进行切换时其中心位置保持不变；另一方面，两根准线始终保持在拉紧状态，保证了两根准线所形成的交叉点的精度，进而提高了测量结果的精度。
[0136] 另外，因为承托部还包含压紧环套，该压紧环套内边缘的上部设置有环状突起，所以，能够对承托构件进行压紧固定，使得承托构件的承托平面始终处于预定状态，进一步提高了测量的精度。
[0137] 上述实施方式为本发明的优选案例，并不用来限制本发明的保护范围。
[0138] 例如，在上述实施例中，限位块311a是由能够被磁力吸引的金属材料制成，阻挡块332a嵌设有永磁体332b，限位块311a在永磁体332b的磁力吸引作用下被吸紧在阻挡块332a的边缘。但是，在本发明中，限位块331a也可以嵌设有永磁体，相对应地，阻挡块332a由能够被磁力吸引的金属材料制成，只要能够保证限位块331a和阻挡块332a之间依靠磁力吸引作用而相互吸紧在一起即可。
[0139] 又如，在上述实施例中，承托构件332为内部充有适量气体的气囊垫，气囊垫的上端面形成有软性的承托平面。但是，在本发明中，承托构件332也可以为厚度0.5-3mm的纺织面料或者其他软性的平板状材料，只要能够形成有软性的承托平面即可。与气囊垫相比，纺织面料或者其他软性的平板状材料容易制造，成本较低。
[0140] 再如，在上述实施例中，支撑构件32只有一个。作为本发明的激光干涉检测设备，含有的支撑构件32的数量也可以为两个以上，这两个以上的支撑构件32分别具有不同的高度。根据不同的待测平晶对应的不同测量光路长度的需要，选择不同高度的支撑构件32来调节承托部33的高度，从而实现待测平晶与参考平晶之间的测量光路的不同长度。
