用于测量光学元件均匀性的测试设备和方法与流程

技术特征：
1.一种用于测量光学元件(10)的均匀性的测试设备(1)，所述光学元件具有在所述测试设备(1)的光路(5)中朝向所述测试设备的表面(12)和背离所述测试设备的表面(11)，所述测试设备包括干涉仪(2)，所述干涉仪包括：
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发射单色光的光源(3)，所述单色光特别是激光，所述单色光经由分束器(4)被耦入到所述光路(5)中，
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可调物镜(6)，
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参考面(7)，所述参考面与待测试的所述光学元件(10)的表面相关联，优选在所述干涉仪(2)的所述光路(5)中作为最后的表面，以及
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用于由所述参考面(7)和待测试的所述光学元件(10)的相关联表面反射的光的波前的干涉的分析单元(8)，其特征在于，所述参考面(7)与所述光学元件(10)的背离所述测试设备的表面(11)相关联。2.根据权利要求1所述的测试设备(1)，所述测试设备还包括光学的补偿元件(9)，光学的所述补偿元件能够布置在所述干涉仪与待测试的所述光学元件(10)之间的所述光路(5)中，其中，光学的所述补偿元件(9)设置用于补偿由于所述光学元件(10)的预设几何形状形成的单色像差。3.一种用于测量光学元件(10)的均匀性的测试设备(1)，所述光学元件具有在所述测试设备(1)的光路(5)中朝向所述测试设备的表面(12)和背离所述测试设备的表面(11)，所述测试设备包括干涉仪(2)，所述干涉仪包括：
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发射单色光的光源(3)，所述单色光特别是激光，所述单色光经由分束器(4)被耦入到所述光路(5)中，
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可调物镜(6)，
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参考面(7)，优选在所述干涉仪(2)的所述光路(5)中作为最后的表面，和在待测试的所述光学元件(10)后面的干涉测量表面(16)，其中，所述参考面(7)与所述干涉测量表面(16)相关联，以及
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用于由所述参考面(7)和相关联的所述干涉测量表面(16)反射的光的波前的干涉的分析单元(8)，其特征在于，
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所述测试设备(1)还包括光学的补偿元件(9)，光学的所述补偿元件能够布置在待测试的所述光学元件(10)与所述干涉测量表面(16)之间的所述光路(5)中，其中，光学的所述补偿元件(9)设置用于补偿由于所述光学元件(10)的预设几何形状的单色像差，以及
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所述光源发射的光在该光于所述干涉测量表面(10)处反射之前和之后穿过待测试的所述光学元件(10)和所述补偿元件(9)。4.根据权利要求3所述的测试设备(1)，在所述测试设备中，所述干涉测量表面(16)通过所述补偿元件(16)的背离所述测试设备(1)的表面来实现。5.根据权利要求2至4中任一项所述的测试设备(1)，所述测试设备的光学的所述补偿元件(9)能够在光路(5)中靠近待测试的所述光学元件(10)布置，使得在光学的所述补偿元件(9)与待测试的所述光学元件(10)之间实现几何上最小可行间距。6.根据权利要求2至5中任一项所述的测试设备(1)，所述测试设备的光学的所述补偿
元件(9)针对具有平凹透镜形状的待测试的所述光学元件(10)具有平凸透镜形状。7.根据权利要求1至6中任一项所述的测试设备(1)，其中，待测试的所述光学元件(10)是用于屈光激光手术的接触元件。8.根据权利要求1至7中任一项所述的测试设备(1)，所述测试设备还包括理想光学参考元件(10r)，所述理想光学参考元件代替待测试的所述光学元件(10)能够布置在所述测试设备(1)的所述光路(5)中，并且所述测试设备被设计用于对所述理想光学参考元件(10r)实施参考测量，并从待测试的所述光学元件(10)的后续测量中减去所述参考测量。9.根据权利要求1至8中任一项所述的测试设备(1)，在所述测试设备中，待测试的所述光学元件(10)能够以限定的偏差相对于所述测试设备(1)非同心地定位。10.根据权利要求1至9中任一项所述的测试设备(1)，所述测试设备被设计用于，减去均匀性的低频缺陷，以便能够识别出均匀性的高频缺陷。11.根据权利要求1至10中任一项所述的测试设备(1)，所述测试设备被设计用于，在所述光学元件(10)的均匀性上分离出朝向所述测试设备的表面(12)的缺陷、背离所述测试设备的表面(11)的缺陷、所述光学元件(10)的光学元件体积(13)的缺陷的分量。12.根据权利要求1至11中任一项所述的测试设备(1)，其中，待测试的所述光学元件(10)包括塑料部件和/或注塑部件。13.一种根据干涉仪(2)的原理测量光学元件(10)的均匀性的方法，其中，产生由参考面(7)和待测试的所述光学元件(10)的配属表面(11)反射的光的波前的干涉，其特征在于，待测试的所述光学元件(10)的配属于所述参考面(7)的表面(11)布置在所述干涉仪(2)的光路(5)中，使得用于测量的光必须穿过待测试的所述光学元件(10)，以便所述光在配属于所述参考面(7)的表面(11)处被反射。14.根据权利要求13所述的方法，其中，补偿由于待测试的所述光学元件(10)的预设几何形状产生的单色像差。15.一种根据干涉仪(2)的原理测量光学元件(10)的均匀性的方法，其中，产生由参考面(7)和干涉测量表面(16)反射的光的波前的干涉，其特征在于，待测试的所述光学元件(10)布置在所述干涉仪(2)的光路(5)中，使得用于测量的光在该光于所述干涉测量表面(10)处反射之前和之后穿过待测试的所述光学元件(10)，并且此外补偿由于所述光学元件的预设几何形状出现的单色像差。16.根据权利要求14或15所述的方法，其中，为了补偿单色像差，光学的补偿元件(9)在所述光路(5)中以距待测试的所述光学元件(10)的最小可行间距布置。17.根据权利要求13至16中任一项所述的方法，其中，首先测量理想光学参考元件(10r)，所述理想光学参考元件的数据被记录为参考测量，然后测量待测试的所述光学元件(10)，所述光学元件的数据被记录为待测试的所述光学元件(10)的测量，并且最后从待测试的所述光学元件(10)的测量数据中减去所述参考测量的数据。18.根据权利要求13至17中任一项所述的方法，其中，待测试的所述光学元件(10)以限定的偏差相对于实现所述干涉仪(2)的原理的所述测试设备(1)非同心地定位。19.根据权利要求13至18中任一项所述的方法，其中，减去均匀性的低频缺陷，以能够识别均匀性的高频缺陷。
20.根据权利要求13至19中任一项所述的方法，其中，对所述光学元件(10)的均匀性分离所述光学元件(10)的两个表面(11、12)的缺陷和体积(13)的缺陷的分量，使得根据干涉测量、特别是菲索干涉仪(2)的原理实现两个另外的测量，其中
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在第一附加测量中，将第一新参考面(7')与第一表面(12)相关联，以便展现所述第一表面(12)的表面缺陷，其中，所述第一表面表示待测试的所述光学元件(10)的原始的光入射表面(12)，
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在另一附加测量中，将待测试的所述光学元件(10)旋转180
°
，并再次将一参考面(7")与待测试的所述光学元件(10)的第二表面(11)相关联，以便展现所述第二表面(11)的表面缺陷，
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两个附加测量与原始测量结算，以便展现待测试的所述光学元件(10)的体积13的均匀性。

技术总结
本发明涉及一种用于测量测试设备的光路(5)中光学元件(10)的均匀性的测试设备(1)，该测试设备包括干涉仪，该干涉仪包括：单色光源(3)；可调节物镜(6)；与待测试的光学元件或干涉测量表面(16)的表面相关联的参考面(7)，以及用于由参考面(7)和待测试的光学元件的或干涉测量表面(16)的配属的表面反射的光的波前的干涉的分析单元(8)。本发明还涉及一种相应的方法。其目的是提供一种用于高精度测量光学元件均匀性的测试设备和方法，不仅仅是单个表面，而是光学元件的整体，这也特别适用于高精度地测量屈光眼科激光手术的塑料透镜或其他注塑成型部件。该目的通过一参考面来实现，该参考面与在光路中布置在待测试的光学元件后面的光学元件的干涉测量表面的背离测试设备的表面(11)相关联，优选地借助于补偿元件(9)补偿单色像差。补偿单色像差。补偿单色像差。


技术研发人员：贝亚特
受保护的技术使用者：卡尔蔡司医疗技术股份公司
技术研发日：2020.03.30
技术公布日：2021/11/17