偏振成像在光學曲率半徑測量中的應用

（長春理工大學 光電工程學院 光電測控與光信息傳輸技術教育部重點實驗室，吉林 長春 130022）

引言

光學系統由多個光學元件組成，廣泛用于軍事、數碼相機、光學儀器等各個領域，光學元件的基本參數尤其是曲率半徑直接決定整個光學系統的性能。所以在生產過程中，對光學元件的曲率半徑進行測量是一個必要的環節。

對于光學零件曲率半徑的測量方法頗多，例如傳統的方法有機械球徑儀法，即利用精密裝置通過測得矢高來計算曲率半徑[1]；利用陰影法通過刀口儀也可對待測零件進行非接觸性測量；還有常見的利用牛頓環通過光的干涉測量曲率半徑，測量精度準確，更易于觀察；光學投影法也可以讓待測物體按一定放大倍率放大成像到光屏后再進行測量，但此法更適用于較小的待測物體如小型透鏡等不便于直接測量的物體。除了傳統的方法，近年來研究者們不斷創新新的方法，利用波前差分法來通過菲索干涉儀對待測零件曲率半徑進行測量[2]；利用菲索干涉儀結合高精度測長干涉儀的干涉測量方法，也可對典型的凸球面和凹球面光學元件進行曲率半徑檢測[3]；或者利用分布式反饋激光二極管對透鏡進行波數掃描,對CCD 相機采集到的干涉圖像依次進行隨機采樣傅里葉變換和解卷繞算法,最終通過計算得出透鏡的三維輪廓數據[4]；或者利用高精度曲率半徑干涉測量技術在各個方面進行誤差分析和補償來檢測曲率半徑大小并提高精度[5]；……