大口徑非球面的高精度檢測中,補償元件的質(zhì)量對檢測結(jié)果有直接影響。針對大口徑拋物面計算全息板（CGH）因其空間頻率高,誤差控制難度大的問題,通過一個具體的設(shè)計,分析了加工過程中定位誤差引起的光場畸變。為了減小誤差的影響,采用雙CGH光路進行非球面檢測,具體分析了雙補償器結(jié)構(gòu)非工作級次衍射光的分離情況,以及定位誤差帶來的光場畸變。結(jié)果顯示:雙CGH結(jié)構(gòu)的最大空間頻率遠小于單片結(jié)構(gòu),其定位誤差帶來的光場畸變的RMSE值是相同條件下單片結(jié)構(gòu)的0.65倍。這表明在補償檢測大口徑非球面時,采用雙CGH補償元件,在滿足設(shè)計要求的同時能很好的抑制其加工誤差帶來的影響。 

【文章來源】：光學(xué)與光電技術(shù). 2020,18(03)

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

CGH補償非球面的光路圖

非球面到CGH的距離d1直接決定了CGH的尺寸,隨著非球面離CGH越近,CGH的口徑越大,加工成本越高。圖2所示為非球面與CGH的距離對CGH引起的成像畸變的影響。因為CGH離非球面越近,其帶來的成像畸變越小,從圖2可以看出,當d1=400 mm時,CGH帶來的成像畸變幾乎可以忽略。而且當前國際上商用的CGH的基板可以用于刻蝕的區(qū)域是直徑小于140 mm的圓形域。綜合考慮,選擇d1=400 mm,此時,CGH的刻蝕區(qū)域的直徑約為101.11 mm,滿足要求。

作為二元衍射光學(xué)元件,當光照射到CGH上時,除了產(chǎn)生所需要級次的衍射光之外,還會產(chǎn)生其他衍射級次,如果非工作級次的衍射光進入干涉儀,則會對測量造成干擾。為了便于分離各衍射級次即增加各衍射級次在垂軸方向上的距離,需要增加CGH的空間頻率,增加CGH的空間頻率有兩種方法:增加離軸載頻或增加同軸載頻,但離軸載頻會破壞CGH的相位分布的旋轉(zhuǎn)對稱性,增加加工難度[11]。所以選擇增加同軸載頻。在已確定d1的情況下,可以通過減小d2來實現(xiàn)。因為(-1,3)和(3,-1)級衍射光會造成比較明顯的干擾[12,13],所以分析時,主要考慮(-1,3)和(3,-1)級衍射光隨d2的變化。圖3所示為CGH和干涉儀焦點距離d2不同時,(-1,3)級衍射光在焦平面上的光線分布。圖4所示為CGH和干涉儀焦點距離d2不同時,(3,-1)級衍射光在焦平面上的光線分布。圖4 CGH和干涉儀焦點距離d2不同時,

【參考文獻】：
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本文編號：3386894