反射式激光共焦曲率半径测量方法与装置专利检索-曲率数学与统计专利检索查询-专利查询网

积极推动地理标志专门立法

2022-03-10 地理标志，立法，知识产权
保护知识产权是对创新最大的激励

2022-03-10 保护知识产权，创新，激励
谢商华：加快制定知识产权基本法

2022-03-10 知识产权基本法
擦亮“双奥之城”品牌

2022-03-10 双奥，知识产权
让冰雪运动“热”力全开

2022-03-10 冰雪运动，知识产权
携手共奋进　走好强国路

2022-03-10 强国，知识产权
坚持创新引领　方能稳中求进

2022-03-10 创新，稳中求进，知识产权
答好“两张卷” 奋进新征程

2022-03-10 知识产权
专家解读政府工作报告中的创新和知识产权相关部署

2022-03-10 政府工作报告，创新，知识产权
今年政府工作报告指出：加强知识产权保护和运用

2022-03-10 政府工作报告，知识产权保护

反射式激光共焦曲率半径测量方法与装置

阅读：624发布：2021-03-01

IPRDB可以提供反射式激光共焦曲率半径测量方法与装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明属于光学精密测量技术领域，涉及一种反射式激光共焦曲率半径测量方法与装置。该方法利用激光共焦光强响应曲线峰值点与会聚点精确对应这一特性，移动被测镜对物镜焦点及其后表面顶点进行聚焦测量获得被测镜位置差值L1，再移动反射镜对物镜焦点及其后表面顶点进行聚焦测量获得反射镜位置差值L2，利用测得的被测镜位置差值L1和反射镜位置差值L2求得被测镜曲率半径值，实现曲率半径高精度测量。与已有的测量方法相比，本方法不仅能实现凹面镜曲率半径测量，还能用于凸面镜曲率半径测量，具有测量精度高、测量光路短和抗环境干扰能力强等优点。，下面是反射式激光共焦曲率半径测量方法与装置专利的具体信息内容。

权利要求

1.反射式激光共焦曲率半径测量装置，其特征在于：包括点光源(1)、分光镜(2)、准直透镜(3)、环形光瞳(4)、物镜(5)、后表面顶点(6)、测量光束(7)、作为被测镜的被测凸面镜(8)或被测凹面镜(9)、反射镜(10)、共焦探测系统(11)、针孔(12)、光强探测器(13)，其测量光路为：打开点光源(1)，由点光源(1)出射光经分光镜(2)和准直透镜(3)形成准直光束，物镜(5)将准直光束会聚成测量光束(7)聚焦在被测镜附近；沿光轴移动被测镜，将测量光束(7)反射，反射回来的光束反向透过物镜(5)和准直透镜(3)被分光镜(2)反射进入共焦探测系统(11)，共焦探测系统(11)将轴向光强信息经处理后得到共焦光强响应曲线，其峰值点位置精确对应物镜(5)焦点；继续移动被测镜，将测量光束(7)反射在物镜(5)后表面顶点(6)处，由后表面顶点(6)将测量光束(7)反射进入共焦探测系统(11)，探测系统(11)将轴向光强信息经处理后得到共焦光强响应曲线，其峰值点位置精确对应物镜(5)后表面顶点(6)位置；将被测镜换成反射镜(10)，测量光束(7)聚焦在将反射镜(10)表面，反射镜(10)将光束反射，反射回来的光束再反向透过物镜(5)和准直透镜(3)后被分光镜(2)反射进入共焦探测系统(11)，共焦探测系统(11)将轴向光强信息经处理后得到共焦光强响应曲线，其峰值点位置精确对应物镜(5)焦点；移动反射镜(10)，将测量光束聚焦反射在物镜后表面顶点(6)处，由物镜后表面顶点(6)将光束反射，反射回来的光束再透过物镜(5)和准直透镜(3)后被分光镜(2)反射进入共焦探测系统(11)，共焦探测系统(11)将轴向光强信息经处理后得到共焦光强响应曲线，其峰值点位置再次精确对应物镜后表面顶点(6)位置；根据两次测量得到的物镜(5)焦点和后表面顶点(6)的两个位置差和几何光学成像理论，即可计算得到被测凹面镜(8)或被测凹面镜(9)的曲率半径。

2.根据权利要求1所述的反射式激光共焦曲率半径测量装置，其特征在于：还包括点光源发生装置(14)、激光器(15)、光纤(16)、主控系统(17)、图像采集卡(18)、机电控制装置(19)、直线平移导轨(20)、调整架(21)；其关系为：点光源发生装置(14)可以由激光器(15)发出的光束经光纤(16)输出形成；图像采集卡(18)用于将光强探测器(13)采集到的光强信息传输给主控系统(17)处理得到系统共焦光强响应曲线；调整架(21)位于直线平移导轨(20)上，用于调整被测凸面镜(8)或被测凹面镜(9)。

3.根据权利要求1所述的反射式激光共焦曲率半径测量装置，其特征在于：可将其用于球面光学元件曲率半径的高精度检测，具体测量步骤如下：

步骤一、将被测凸面镜(8)或凹面镜(9)置于物镜(5)后的测量光束(7)中，调整被测凸面镜(8)或凹面镜(9)使其与测量光束(7)同轴；

步骤二、将沿光轴方向移动被测凸面镜(8)或被测凹面镜(9)，当被测凸面镜(8)或被测凹面镜(9)位于物镜(5)焦点附近时，移动被测凸面镜(8)或凹面镜(9)进行扫描，由图像采集卡(18)采集探测器(13)轴向光强信息，经主控系统(17)处理后得到系统共焦光强响应曲线，利用共焦响应曲线峰值点精确确定物镜(5)焦点，记录此时被测凸面镜(8)或凹面镜(9)位置为zA；

步骤三、继续沿光轴方向移动被测凸面镜(8)或被测凹面镜(9)，当测量光束(7)经被测凸面镜(8)或被测凹面镜(9)反射后聚焦在物镜(5)后表面顶点(6)位置时，移动被测凸面镜(8)或凹面镜(9)进行扫描，由图像采集卡(18)采集探测器(13)轴向光强信息，经主控系统(17)处理后得到系统共焦光强响应曲线，利用共焦响应曲线峰值点精确确定物镜(5)后表面顶点(6)位置，再次记录此时被测凸面镜(8)或被测凹面镜(9)位置为zB；

步骤四、卸除被测凸面镜(8)或被测凹面镜(9)，将反射镜(10)置于物镜(5)后的测量光束(7)中，调整反射镜(10)使其与测量光束(7)同轴；

步骤五、沿光轴方向移动反射镜(10)，当反射镜(10)位于物镜(5)焦点附近时，移动反射镜(10)进行扫描，由图像采集卡(18)采集探测器(13)轴向光强信息，经主控系统(17)差动处理后得到系统共焦光强响应曲线，利用共焦响应曲线峰值点精确确定物镜(5)焦点，记录此时反射镜(10)位置为zC；

步骤六、继续沿光轴方向移动反射镜(10)，当测量光束(7)经反射镜(10)反射后聚焦在物镜(5)后表面顶点(6)位置时，移动反射镜(10)进行扫描，由图像采集卡(21)采集探测器(13)轴向光强信息，经主控系统(20)处理后得到系统共焦光强响应曲线，利用共焦响应曲线峰值点精确确定物镜(5)后表面顶点(6)位置，记录此时反射镜(10)位置为zD；

步骤七、将记录的被测凸面镜(8)或被测凹面镜(9)位置zA和zB差值记为L1，反射镜(10)位置zC和zD差值记为L2；

步骤八、利用被测凸面镜(8)或被测凹面镜(9)位置差值L1和反射镜(10)位置差值L2，结合几何光学成像理论求得被测凸面镜(8)或被测凹面镜(9)曲率半径R。

4.反射式激光共焦曲率半径测量方法，其特征在于具体测量步骤如下：

步骤一、将被测凸面镜(8)或被测凹面镜(9)置于物镜(5)后的测量光束(7)中，调整被测凸面镜(8)或被测凹面镜(9)使其与测量光束(7)同轴；

步骤二、将沿光轴方向移动被测凸面镜(8)或被测凹面镜(9)，当被测凸面镜(8)或被测凹面镜(9)位于物镜(5)焦点附近时，移动被测凸面镜(8)或被测凹面镜(9)进行扫描，由共焦探测系统(11)测得系统共焦光强响应曲线，利用共焦响应曲线峰值点精确确定物镜(5)焦点，记录此时被测凸面镜(8)或被测凹面镜(9)位置为zA；

步骤三、继续沿光轴方向移动被测凸面镜(8)或被测凹面镜(9)，当测量光束(7)经被测凸面镜(8)或被测凹面镜(9)反射后聚焦在物镜(5)后表面顶点(6)位置时，移动被测凸面镜(8)或被测凹面镜(9)进行扫描，由共焦探测系统(11)测得系统共焦光强响应曲线，利用共焦响应曲线峰值点精确确定物镜(5)后表面顶点(6)位置，记录此时被测凸面镜(8)或被测凹面镜(9)位置为zB；

步骤四、卸除被测凸面镜(8)或被测凹面镜(9)，将反射镜(10)置于物镜(5)后的测量光束(7)中，调整反射镜(10)使其与测量光束(7)同轴；

步骤五、沿光轴方向移动反射镜(10)，当反射镜(10)位于物镜(5)焦点附近时，移动反射镜(10)进行扫描，由共焦探测系统(11)测得系统共焦光强响应曲线，利用共焦响应曲线峰值点精确确定物镜(5)焦点，记录此时反射镜(10)位置为zC；

步骤六、继续沿光轴方向移动反射镜(10)，当测量光束(7)经反射镜(10)反射后聚焦在物镜(5)后表面顶点(6)位置时，移动反射镜(10)进行扫描，由共焦探测系统(11)测得系统共焦光强响应曲线，利用共焦响应曲线峰值点精确确定物镜(5)后表面顶点(6)，记录此时反射镜(10)位置为zD；

步骤七、将记录的被测凸面镜(8)或被测凹面镜(9)位置zA和zB差值记为L1，反射镜(10)位置zC和zD差值记为L2；

步骤八、利用被测凸面镜(8)或被测凹面镜(9)位置差值L1和反射镜(10)位置差值L2，结合几何光学成像理论求得被测凸面镜(8)或被测凹面镜(9)表面曲率半径R。

5.根据权利要求4所述的反射式激光共焦曲率半径测量方法，其特征在于：在光路中增加环形光瞳对测量光束进行调制，形成环形光束，降低定焦时波像差对测量光束的影响，提高测量精度。

说明书全文

反射式激光共焦曲率半径测量方法与装置

技术领域

[0001] 本发明涉及一种反射式激光共焦曲率半径测量方法与装置，属于光学元件参数精密测量技术领域。技术背景

[0002] 球面光学元件被广泛应用于天文望远系统、高分辨对地观测系统和激光聚变系统等光学系统研究领域中，曲率半径是球面光学元件最基本和最重要的参数之一，直接影响这类光学系统使用性能和成像质量，必须对其进行精确检测。

[0003] 目前，为了实现曲率半径的高精度测量，研究者已经提出了很多不同的测量方法，其主要可分以下两类：

[0004] 第一类是接触式测量方法。这类测量方法通过测长仪测头直接对被测镜元件表面进行位置测量，然后进行拟合求得被测镜曲率半径，典型仪器有球径仪，三坐标测量机等。这类测量方法不仅测量精度较低，而且会损坏被测元件表面，不能用于曲率半径高精度测量。

[0005] 第二类是非接触式测量方法。这类测量方法主要以干涉条纹为测试依据，如牛顿环干涉法、泰伯干涉法、斐索干涉法。比如，1980年在《SPIE Vol.192-Intefferometrv》中发表的《Differential technique for accurately measuring the radius ofcurvature oflong radius concave optical surfaces》一文中，作者提出一种多次反射式曲率半径测量方法，其利用干涉条纹对不同反射次数的被测镜位置进行精确定位，利用不同反射次数时被测镜位置差值求得被测镜曲率半径。1992年在《Optical Engineering》中发表的《Radius measurementby interferometry》一文中，作者利用干涉条纹直接对被测镜猫眼点和共焦点进行精确定焦，然后利用测长仪测得两点之间位置差值，实现曲率半径测量。相比第一类测量方法，这类测量方法测量精度较高，且不损坏被测镜表面，但由于干涉条纹受气流、温度和抖动等环境因素影响严重，因而对环境条件提出了极为苛刻的要求。

[0006] 针对上述问题，本发明提出一种反射式激光共焦曲率半径测量方法，该方法利用激光共焦光强响应曲线峰值点与会聚点精确对应这一特性来获得被测镜曲率半径值，实现曲率半径高精度测量。与已有测量方法相比，本方法具有不仅可用于可凹面镜曲率半径值高精度测量，同时还可用于凸面镜曲率半径高精度测量，具有测量光路短、测量精度高和抗环境干扰能力强等优点。

发明内容

[0007] 本发明的目的是为了解决球面元件曲率半径的高精度测量难题，提出了一种反射式激光共焦曲率半径测量方法与装置。该方法利用共焦光强响应曲线最大值与会聚点精确对应这一特性来获得被测镜曲率半径值，实现曲率半径高精度测量。

[0008] 本发明的目的是通过下述技术方案实现的。

[0009] 本发明的一种反射式激光共焦曲率半径测量装置，包括点光源、分光镜、准直透镜、环形光瞳、物镜、物镜后表面顶点、被测凹面镜、被测凸面镜、反射镜前表面、反射镜、共焦探测系统、光强探测器、针孔、分光棱镜、其测量光路为：打开点光源，由点光源出射的光经分光镜和准直透镜后形成准直光束并照射在物镜上；准直光束透过物镜后形成会聚光束聚焦在被测表面；被测表面将光束反射，反射回来的光束再反向透过物镜和准直透镜后被分光镜反射进入共焦探测系统，共焦探测系统将轴向光强信息经处理后得到共焦光强响应曲线，其峰值点位置精确对应物镜焦点位置；移动被测镜，将会聚光束反射在物镜后表面顶点处，由物镜后表面顶点将光束反射，反射回来的光束再透过物镜和准直透镜后被分光镜反射进入共焦探测系统，共焦探测系统将轴向光强信息经处理后得到共焦光强响应曲线，其峰值点位置精确对应物镜后表面顶点位置；将被测镜换成反射镜，会聚光束聚焦在反射镜表面，反射镜将光束反射，反射回来的光束反射回来的光束再反向透过物镜和准直透镜后被分光镜反射进入共焦探测系统，共焦探测系统将轴向光强信息经处理后得到共焦光强响应曲线，其峰值点位置再次精确对应物镜焦点位置；移动反射镜，将会聚光束反射在物镜后表面顶点处，由物镜后表面顶点将光束反射，反射回来的光束再透过物镜和准直透镜后被分光镜反射进入共焦探测系统，共焦探测系统将轴向光强信息经处理后得到共焦光强响应曲线，其峰值点位置再次精确对应物镜后表面顶点位置；

[0010] 本发明所述的反射式激光共焦曲率半径测量方法，可将其用于球面元件曲率半径的高精度检测，具体测量步骤如下：

[0011] 步骤一、将被测镜置于物镜后的测量光路中，调整被测镜使其与测量光束同轴；

[0012] 步骤二、将沿光轴方向移动被测镜，当被测镜位于物镜焦点附近时，移动被测镜进行扫描，由共焦探测系统测得系统共焦光强响应曲线，利用共焦响应曲线峰值点精确确定物镜焦点，记录此时被测镜位置为zA；

[0013] 步骤三、继续沿光轴方向移动被测镜，当测量光束经被测镜反射后聚焦在物镜后表面顶点位置时，移动被测镜进行扫描，由共焦探测系统测得系统共焦光强响应曲线，利用共焦响应曲线峰值点精确确定物镜后表面顶点，记录此时被测镜位置为zB；

[0014] 步骤四、卸除被测镜，将反射镜置于物镜后的测量光路中，调整反射镜使其与测量光束同轴；

[0015] 步骤五、沿光轴方向移动反射镜，当反射镜位于物镜焦点附近时，移动反射镜进行扫描，由共焦探测系统测得系统共焦光强响应曲线，利用共焦响应曲线峰值点精确确定物镜焦点，记录此时反射镜位置为zC；

[0016] 步骤六、继续沿光轴方向移动反射镜，当测量光束经反射镜反射后聚焦在物镜后表面顶点位置时，移动反射镜进行扫描，由共焦探测系统测得系统共焦光强响应曲线，利用共焦响应曲线峰值点精确确定物镜物镜后表面顶点，记录此时反射镜位置为zD；

[0017] 步骤七、将记录的被测镜位置zA和zB差值记为L1，反射镜位置zC和zD差值记为L2；

[0018] 步骤八、利用被测镜位置差值L1和反射镜位置差值L2，结合几何光学成像理论求得被测镜表面曲率半径R；

[0019] 本发明所述的反射式激光共焦曲率半径测量方法与装置，还可以在光路中增加环形光瞳对测量光束进行调制，形成环形光束，降低定焦时波相差对测量光束的影响，提高测量精度。

[0020] 本发明所述的反射式激光共焦曲率半径测量方法与装置，还可以对点光源发出的光进行光强调制，由共焦测量系统中的光强传感器探测得到受调制的共焦响应信号，将该调制信号解调后得到共焦响应曲线，提高系统的定焦灵敏度。

[0021] 有益效果

[0022] 本发明对比已有技术具有以下创新点：

[0023] 提出了一种反射式激光共焦曲率半径测量方法与装置，该方法利用共焦光强响应曲线峰值点对分别对系统焦点和物镜后表面顶点进行聚焦测量来获得被测镜曲率半径值，实现曲率半径高精度测量。

[0024] 本发明对比已有技术具有以下显著优点：

[0025] 1)本发明对会聚测量光束进行反射，缩短了测量光路，减少了测长距离，从而缩短了导轨长度，减少了仪器体积，提高了系统测量速度和效率，更适合于实际工程中；

[0026] 2)本测量方法中，结合共焦精密定焦技术，以轴向的光强响应信号作为评价尺度，利用反射测量光路对被测镜焦深进行压缩，具有更高的定焦灵敏度和定焦精度；

[0027] 3)本发明采用反射式测量技术，还可以用于大曲率半径值凸面镜和凹面镜曲率半径高精度测量；

[0028] 4)采用了非干涉的共焦定焦技术，消减了空气扰动等环境干扰对测量精度的影响，显著提高了系统抗环境干扰能力和系统可靠性；

附图说明

[0029] 图1为本发明反射式激光共焦曲率半径测量系统的示意图；

[0030] 图2为本发明反射式激光共焦曲率半径测量系统实施例的示意图；

[0031] 图3为本发明反射式激光共焦曲率半径测量系统实施例的示意图；

[0032] 图4为本发明由共焦测量系统探测得到的共焦响应曲线；

[0033] 其中：1-点光源、2-分光镜、3-准直透镜、4-环形光瞳、5-物镜、6-后表面顶点、7-测量光束、8-被测凸面镜、9-被测凹面镜、10-反射镜、11-共焦探测系统、12-针孔、13-光强探测器、14-点光源发生装置、15-激光器、16-光纤、17-主控系统、18-图像采集卡、19-机电控制装置、20-直线平移导轨、21-调整架。

具体实施方式

[0034] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

[0035] 图1为本发明的反射式激光共焦曲率测量系统示意图，其包括：点光源1、分光镜2、准直透镜3、环形光瞳4、物镜5、后表面顶点6、测量光束7、被测凸面镜8、被测凹面镜9、反射镜10、共焦探测系统11、针孔12、光强探测器13。

[0036] 实施例1

[0037] 如图2所示，本发明实施例基于图1所示的反射式激光共焦曲率半径测量系统示意图，其还可以包括：点光源发生装置14、激光器15、光纤16、主控系统17、图像采集卡18、机电控制装置19、直线平移导轨20、调整架21；其中，点光源1可以由激光器15和光纤16构成；共焦探测系统11可以由针孔12、光强探测器13构成；

[0038] 如图2所示，利用反射式激光共焦曲率半径测量方法实现被测凸面镜曲率半径高精度测量的过程为：点光源1出射的光经分光镜2和准直透镜3后形成准直光束并照射在物镜5上。该准直光束透过物镜5后会聚成测量光束7，测量光束7在物镜5焦点处被被测凸面镜8反射，反射回来的光再次透过物镜5和准直透镜3后被分光镜2反射聚焦在针孔12位置被光强传感器13接收。由主控系统17通过机电控制装置19控制直线平移导轨20带动被测凸面镜
8沿光轴方向移动，图像采集卡18将相机采集到的光强信号传输给主控系统17归一化处理形成系统共焦光强响应曲线，其峰值点位置精确对应被测凸面镜8所在位置zA。继续平移被测凸面镜8，当测量光束7经被测凸面镜8反射后聚焦在物镜5后表面顶点6位置时，移动被测凸面镜8进行扫描，由共焦探测系统11测得系统共焦光强响应曲线，利用共焦响应曲线峰值点精确确定物镜5物镜后表面顶点6位置，记录此时被测凸面镜位置为zB。卸除被测凸面镜
8，将反射镜10置于物镜5后的测量光束7中，沿光轴方向移动反射镜10，当反射镜10位于物镜5焦点附近时，移动反射镜10进行扫描，由共焦探测系统11测得系统共焦光强响应曲线，利用共焦响应曲线峰值点精确确定物镜5焦点，记录此时反射镜位置10为zC。继续沿光轴方向移动反射镜10，当测量光束7经反射镜10反射后聚焦在物镜5后表面顶点6位置时，移动反射镜10进行扫描，由共焦探测系统11测得系统共焦光强响应曲线，利用共焦响应曲线峰值点精确确定物镜5后表面顶点6位置，记录此时反射镜10位置为zD。将记录的被测凸面镜8位置zA和zB差值记为L1，反射镜10位置zC和zD差值记为L2，利用被测凸面镜8位置差值L1和反射镜10位置差值L2，结合几何光学成像理论求得被测凸面镜8表面曲率半径R；

[0039] 以测量曲率半径R≈+10000mm被测凸面镜8为例，当物镜5顶焦距约为1045mm，测量口径为100mm时，反射式激光共焦曲率半径测量装置如图2所示，其测量步骤是：

[0040] 步骤一、将被测凸面镜8置于物镜5后的测量光束7中，调整被测凸面镜8使其与测量光束7同轴；

[0041] 步骤二、将沿光轴方向移动被测凸面镜8，当被测凸面镜8位于物镜5焦点附近时，移动被测凸面镜8进行扫描，由图像采集卡18分别采集探测器13轴向光强信息，经主控系统17处理后如图4所示的系统共焦光强响应曲线，利用共焦响应曲线峰值点精确确定物镜5焦点，记录此时被测凸面镜位置为zA＝-0.0149mm；

[0042] 步骤三、继续沿光轴方向移动被测凸面镜8，当测量光束7经被测凸面镜8反射后聚焦在物镜5后表面顶点6位置时，移动被测凸面镜8进行扫描，由图像采集卡18采集探测器13轴向光强信息，经主控系统17处理后如图4所示的系统共焦光强响应曲线，利用共焦响应曲线峰值点精确确定物镜5后表面顶点6位置，记录此时被测凸面镜8位置为zB＝495.0209mm；

[0043] 步骤四、卸除被测凸面镜8，将反射镜置于物镜5后的测量光束7中，调整反射镜10使其与测量光束7同轴；

[0044] 步骤五、沿光轴方向移动反射镜10，当反射镜10位于物镜5焦点附近时，移动反射镜10进行扫描，由图像采集卡18采集探测器13轴向光强信息，经主控系统17处理后如图4所示的系统共焦光强响应曲线，利用共焦响应曲线峰值点精确确定物镜5焦点，记录此时反射镜10位置为zC＝0.0748mm；

[0045] 步骤六、继续沿光轴方向移动反射镜10，当测量光束7经反射镜10反射后聚焦在物镜5后表面顶点6位置时，移动反射镜10进行扫描，由图像采集卡18采集探测器13轴向光强信息，经主控系统17差动处理后如图4所示的系统共焦光强响应曲线，利用共焦响应曲线峰值点精确确定物镜5后表面顶点位置6，记录此时反射镜10位置为zD＝522.3206mm；

[0046] 步骤七、将记录的被测凸面镜8位置zA和zB差值记为L1，反射镜10位置zC和zD差值记为L2；

[0047] 步骤八、利用被测凸面镜8位置差值L1＝zB-zA＝495.0358mm和反射镜10位置差值L2＝zC-zA＝522.2458mm，结合几何光学成像理论求得被测凸面镜8曲率半径R＝+10003.28mm；

[0048] 此实施例通过一系列的措施实现了对被测凸面镜5的曲率半径测量。在测量过程中，采用共焦测量方法对物镜5焦点和后表面顶点6位置进行精确定焦，测量精度高，抗环境干扰能力强。

[0049] 实施例2

[0050] 当测量曲率半径R≈-5000mm的被测凹面镜9为例，当物镜5顶焦距约为1045mm，测量口径为100mm时，反射式激光共焦曲率半径测量装置如图3所示，其测量步骤是：

[0051] 步骤一、将被测凹面镜9置于物镜5后的测量光束7中，调整被测凹面镜9使其与测量光束7同轴；

[0052] 步骤二、将沿光轴方向移动被测凹面镜9，当被测凹面镜9位于物镜5焦点附近时，移动被测凹面镜9进行扫描，由图像采集卡18采集探测器13和轴向光强信息，经主控系统17处理后如图4所示的系统共焦光强响应曲线，利用共焦响应曲线峰值点精确确定物镜5焦点，记录此时被测凸面镜位置为zA＝-0.9068mm；

[0053] 步骤三、继续沿光轴方向移动被测凹面镜9，当测量光束7经被测凹面镜9反射后聚焦在物镜5后表面顶点6位置时，移动被测凹面镜9进行扫描，由图像采集卡18采集探测器13轴向光强信息，经主控系统17处理后如图4所示的系统共焦光强响应曲线，利用共焦响应曲线峰值点精确确定物镜5后表面顶点位置6，记录此时被测凹面镜9位置为zB＝-4535.6534mm；

[0054] 步骤四、卸除被测凹面镜9，将反射镜置于物镜5后的测量光束7中，调整反射镜10使其与测量光束7同轴；

[0055] 步骤五、沿光轴方向移动反射镜10，当反射镜10位于物镜5焦点附近时，移动反射镜10进行扫描，由图像采集卡18采集探测器13轴向光强信息，经主控系统17处理后如图4所示的系统共焦光强响应曲线，利用共焦响应曲线峰值点精确确定物镜5焦点，记录此时反射镜10位置为zC＝0.0748mm；

[0056] 步骤六、继续沿光轴方向移动反射镜10，当测量光束7经反射镜10反射后聚焦在物镜5后表面顶点位置6时，移动反射镜10进行扫描，由图像采集卡18采集探测器13轴向光强信息，经主控系统17处理后如图4所示的系统共焦光强响应曲线，利用共焦响应曲线峰值点精确确定物镜5后表面顶点位置6，记录此时反射镜10位置为zD＝522.3206mm；

[0057] 步骤七、将记录的被测凹面镜9位置zA和zB差值记为L1，反射镜10位置zC和zD差值记为L2；

[0058] 步骤八、利用被测凹面镜9位置差值L1＝zB-zA＝-4534.7466mm和反射镜10位置差值L2＝zC-zA＝522.2458mm，结合几何光学成像理论求得被测凹面镜9曲率半径R＝-5003.0752mm；

[0059] 通过以上实施例可知，本发明的激光共焦曲率半径测量方法和装置将反射式测量光路和激光共焦定焦技术相结合，其测量长度小于被测曲率半径，因而缩短了测量光路，减少了测量距离，具有系统结构紧凑的优点，特别适合在工程中推广应用。

[0060] 以上结合附图对本发明的具体实施方式作了说明，但这些说明不能被理解为限制了本发明的范围，本发明的保护范围由随附的权利要求书限定，任何在本发明权利要求基础上的改动都是本发明的保护范围。

标题	发布/更新时间	阅读量
曲率检测装置-专利编号CN110500935A	2020-05-11	554
可变曲率导管-专利编号CN105050646B	2020-05-13	102
车辆曲率确定-专利编号CN106965801A	2020-05-13	582
双曲率异形球柱-专利编号CN103286205B	2020-05-13	630
轮齿齿廓曲率-专利编号CN1898486A	2020-05-11	901
变曲率圆弧仪-专利编号CN1036730A	2020-05-12	105
一种角膜曲率仪-专利编号CN109758112A	2020-05-12	661
曲率规-专利编号CN1098781A	2020-05-11	318
带隙曲率校正-专利编号CN109471485A	2020-05-12	458
曲率油石-专利编号CN2456889Y	2020-05-11	1052

反射式激光共焦曲率半径测量方法与装置

反射式激光共焦曲率半径测量方法与装置

技术领域

发明内容

附图说明

具体实施方式

IPRDB

热门服务

关于我们

友情链接

联系方式