光学玻璃光学均匀性高精度测量技术

第四步，取出样品后，系统后表面反射光波与参考光波干涉检测得到波相差：
M4(x，y)=2 C(x，y)+2 S(x，y) （12）
在方程（5）减方程（9）后，再减去方程（5）减方程（10）得到
M1(x，y)- M2(x，y)= 2n0 [A(x，y)+ B(x，y)] -2t△n(x，y) （13）
在方程（5）减方程（11）后，再减去方程（5）减方程（12）得到
M3(x，y)- M4(x，y)= -2(n0-1) [A(x，y)+ B(x，y)]+ 2t△n(x，y) （14）
于是
△n(x，y)={ (n0-1)[ M1(x，y)- M2(x，y)]+ n0 [ M3(x，y)- M4(x，y)]}/ 2t （15）
可以看到，在上面的计算式中，不仅不包含样品的面形误差，而且也不包含系统和系统后反射镜的面形误差，在原理上是一种样品光学均匀性的绝对测量方法，这样降低了对样品、系统和系统后反射镜的质量要求。这种测量方法对样品的光学均匀性检测精度很高。影响精度的主要原因是干涉仪的随机误差，如用Zygo数字干涉仪，随机误差可以小于λ/30。因此对于厚为30mm左右的样品来说，检测精度可达到 5×10-7。
3.采用绝对测量原理的高精度光学均匀性测量仪
从前面光学均匀性检测方法的分析中，知道光学均匀性的绝对测量方法精度高，但对样品、系统和系统后反射镜的质量要求不很高，选用这种原理研制了一台大孔径光学均匀性测量仪。干涉测量仪采用斐索干涉仪结构，系统的基本组成如图5所示。对干涉图的处理用的是条纹法。
4.实验结果及结论
对实际口径为250mm的样品检测得到的四幅干涉图如图6(a)～图6(d)所示。最后处理得到的样品光学均匀性的结果如图7所示。
图8是用Zygo干涉仪检测同一个样品的一部分（100mm口径）并用自编程序处理的结果。
用条纹法处理干涉图的大口径光学均匀性测量仪的精度从理论来说主要取决于条纹中心的处理精度。一般条纹中心精度也就在0.1条条纹左右，由此引起的波相差测量误差为λ/20左右。对于40mm厚的样品测量精度来说，应在1×10-6左右。对比图7和图8的测量结果可以看出，样品的光学均匀性绝对值相差不超过1×10-6。考虑到Zygo干涉仪测量时样品口径要比所研制的测量仪测量时的样品口径小，则其相差就更小。因此认为，所研制的大口径光学均匀性测量仪的精度可以达到1×10-6左右。这同作者认为的一般条纹法的精度一致。
   
参考文献：
[1]李锡善，蒋安民，夏青生.关于测量光学材料光学均匀性方法的讨论[J].硅酸盐学报，1978，6（3）：149-165.
[2] A S De Vany. Using a Murty interferometer for testing the homogenity of test samples of optical materials [J]. Appl Opt，1971，10(6): 1459.
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[4] Johannes Schwider，R Burow，K-E Elssner，J Grzanna et al. Homogeneity testing by phase sampling interferometry [J]. Appl Opt，1985，24(18): 3059.[/J][/A][/A][/A]