曲率半径的高精度测量及其不确定度

为了高精度测量光学元件的曲率半径,提出了一种利用反射式计算全息元件结合波长移相干涉测长技术测量光学球面曲率半径的方法。测试中,将反射式计算全息元件作为基准来标定所用标准镜头参考面的曲率半径,利用波长移相干涉技术测量干涉腔腔长,通过计算分析得到被测元件的曲率半径。文中描述了该方法的系统构成及其工作原理。结合实例,运用理论分析与软件仿真模拟分析了方法的测量不确定度。最后,利用实验室现有的商用波长移相干涉仪进行了实验验证。对一口径为100mm的球面样品进行曲率半径的测量,得到的结果为157.108 3mm;利用接触式球径仪法对同一样品进行对比测量,结果显示相对误差小于0.02%。与其它目前已有的非接触式曲率半径测量方法相比,提出的方法具有误差源少、测量精度高、易于操作等优点。