用数字波面干涉仪快速检测平晶的平行度

　　平行平晶用于对千分尺测量面的平行度和平面度进行检测,借助于平行平晶产生的干涉条纹图案可对表面的平行度进行检测。对于平行平晶平面度的检定一般用平面等厚干涉仪来完成,而对于平行度的检定方法是用光学计。

　　检定时,将被检平行平晶直接放到支撑柱上。将测头接触被检平晶的中心并调整读数为零,再移动平行平晶,在4个均匀的直径方向距边缘1mm的8个点上进行测量,每点测量两次取平均值,在8个测得值中,取最大和最小读数之差为平行度误差。

　　使用此种方法容易磨损划伤平晶的工作面。另外在检定过程中还需要更换标准设备,测量效率较低。为解决这一问题,本文提出了新的检定方法即使用数字波面干涉仪检测平行平晶的平行度。

　　1　激光数字波面干涉仪的组成

　　激光数字波面干涉仪用于检测光学元件的面形误差、光学平板的平行性误差、棱镜的直角误差与棱差、反射光学的波像差和光学系统的波像差。

　　数字式激光波面干涉仪根据等厚干涉原理,采用移相技术,产生多幅移相干涉图,用计算机控制CCD摄像机对干涉条纹进行采样,对数据进行分析和处理后得到光学元件的相关参数值。干涉仪由干涉仪主机、移相器、控制源、CCD摄像机、图像卡、监视器及计算机组成。

　　2　等厚干涉的工作原理

　　当单色光垂直入射于平晶时,在平晶的第一工作面和第二工作面所引起的反射光线将形成相干光,形成等厚干涉条纹,如图1。

　　在劈尖的表面上,取第k条和第k+1条两条相邻的明条纹,用ek和ek+1分别表示这两明条纹所在处劈尖的厚度,按照明条纹的条件, ek和ek+1应分别满足下列两式:

　　3　平晶平行度的检测步骤

　　(1)将被测的平行平晶安装在调整架上,调整平行平晶的光点与分划中心重合;

　　(2)调整平行平晶的第一面与第二面相干,产生干涉图形;

　　(3)读出干涉条纹的数目m;

　　(4)利用公式进行计算。

　　4　平行度测量结果的不确定度评定

　　4·1　A类不确定度的评定

　　此项测量不确定度是由仪器的测量重复性所带来的,采用A类方法评定。对某被检平行平晶的平行度做10次测量试验,测量数据如表1。

　　测量的标准偏差为σn-1=0·092μm,则:u1=0·092μm

　　4·2　B类不确定度的评定

　　由激光干涉仪检定证书知,激光干涉仪测量系统示值误差为0·032μm,按正态分布,取k=3,则

　　4·3　合成不确定度