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倾斜波面干涉仪中光纤阵列型点源发生器的光程误差标定方法

Optical Path Difference Calibration Method of Optical Fiber Array Point Source Generator in Tilted-Wave-Interferometer

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摘要

分析了光纤阵列型点源发生器相对于透镜阵列型点源发生器的优势。针对光纤阵列型点源发生器各光纤出射光束之间存在初始光程差的问题,提出了基于马赫-曾德尔全光纤干涉仪和小数重合法的光程差检测方法。测量各光束间的光程差并将其引入到倾斜波面干涉系统的误差模型中,以消除其对被测件面形偏差解算的影响。结果表明,该检测系统的测量不确定度为0.07λ3(λ3=632.8 nm)。分别使用基于光纤阵列的倾斜波面干涉系统和ZYGO干涉仪对抛物面镜片进行测量,二者获得的面形偏差结果一致。

Abstract

The advantages of the optical fiber array point source generator relative to the lens array point source generator are analyzed. An optical path difference detection method based on Mach-Zehnder all-fiber interferometer and excess fraction method is proposed, which can measure the optical path difference of all beams relative to the beam emitted from central fiber. Meanwhile, the measurement influence of optical path difference on surface deviation calculation can be eliminated with introducing it into the mathematical model of tilted-wave-interferometry system. The results show that the measurement uncertainty of this detection system is 0.07λ3(λ3=632.8 nm). A parabolic mirror is measured with fiber array based tilted-wave-interferometry system and ZYGO interferometer, and the surface deviations obtained by the two interferometers are consistent.

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中图分类号:O436

DOI:10.3788/aos201838.0512002

所属栏目:仪器,测量与计量

基金项目:中央高校基本科研业务费专项资金(30916014112-007)、国家自然科学基金(61775096)、南京理工大学本科生科研训练“百千万”省级项目(201610288028X)

收稿日期:2017-08-04

修改稿日期:2017-12-09

网络出版日期:--

作者单位    点击查看

李小柳:南京理工大学电子工程与光电技术学院, 江苏 南京 210094
沈华:南京理工大学电子工程与光电技术学院, 江苏 南京 210094南京理工大学先进固体激光工业和信息化部重点实验室, 江苏 南京 210094
李嘉:南京理工大学电子工程与光电技术学院, 江苏 南京 210094南京理工大学先进固体激光工业和信息化部重点实验室, 江苏 南京 210094
朱雪妍:南京理工大学电子工程与光电技术学院, 江苏 南京 210094
姚德超:南京理工大学电子工程与光电技术学院, 江苏 南京 210094
路晴:南京理工大学电子工程与光电技术学院, 江苏 南京 210094南京理工大学先进固体激光工业和信息化部重点实验室, 江苏 南京 210094
朱日宏:南京理工大学电子工程与光电技术学院, 江苏 南京 210094南京理工大学先进固体激光工业和信息化部重点实验室, 江苏 南京 210094

联系人作者:沈华(edward_bayun@163.com)

备注:(1996-),女,本科生,主要从事光学精密测试技术方面的研究。E-mail: 15205159863@163.com

【1】Cheng H B, Feng Y P, Wang Y T. Research on free-form optics[J]. Laser & Optoelectronics Progress, 2009, 46(12): 17-22.
程灏波, 冯云鹏, 王涌天. 自由曲面光学研究[J]. 激光与光电子学进展, 2009, 46(12): 17-22.

【2】Shi H D, Zhang X, Li Y C, et al. Analysis of the aberration properties of pupil off-axis freeform optical system[J]. Acta Optica Sinica, 2017, 37(12): 1208001.
史浩东, 张新, 李英超, 等. 光瞳离轴自由曲面光学系统像差特性研究[J]. 光学学报, 2017, 37(12): 1208001.

【3】Yu Q H. Design and testing of channel splitter based on optical free-from surface[J]. Acta Optica Sinica, 2016, 36(7): 0722005.
于清华. 一种基于光学自由曲面的通道分光元件的设计与检验[J]. 光学学报, 2016, 36(7): 0722005.

【4】Garbusi E, Pruss C, Liesener J, et al. New technique for flexible and rapid measurement of precision aspheres[C]. SPIE, 2007, 6616: 661629.

【5】Shen H, Zhu R, Chen L, et al. Assessment of optical freeform surface error in tilted-wave-interferometer by combining computer-generated wave method and retrace errors elimination algorithm[J]. Optical Engineering, 2015, 54(7): 074105.

【6】Shen H, Li J, Zhu R H, et al. Design of non-null interferometer based on point source array for testing freeform surface[J]. Acta Optica Sinica, 2013, 33(12): 1222003.
沈华, 李嘉, 朱日宏, 等. 基于点源阵列的自由曲面非零位干涉检测系统设计方法[J]. 光学学报, 2013, 33(12): 1222003.

【7】Ji Y, Chung Y, Sprinzak D, et al. An electronic Mach-Zehnder interferometer[J]. Nature, 2003, 422(6930): 415-418.

【8】Li J, Zhang X Q, Jia Y D. Design of spectrum measurement system based on Mach-Zehnder optical fiber interference[J]. Journal of Applied Optics, 2017, 38(4): 679-684.
李杰, 张晓青, 贾豫东. 马赫-曾德光纤干涉光谱测量系统的设计[J]. 应用光学, 2017, 38(4): 679-684.

【9】Hao J J. Research of phase-shifting interferometry with wavelength[D]. Nanjing: Nanjing University of Science and Technology, 2007.
郝晶晶. 波长移相干涉测量技术研究[D]. 南京: 南京理工大学, 2007.

【10】Zheng G Z. The optical fiber interferometer with PZT phase-shift controller[J]. Journal of Guangdong University of Technology, 2002, 19(4): 34-37.
郑光昭. 带PZT相移控制器的光纤干涉系统[J]. 广东工业大学学报, 2002, 19(4): 34-37.

【11】Zhou X Y. Research on 0.6328 μm He-Ne laser and the excess fraction reduction method for method of large-scale absolute distance measurement[J]. China Measurement & Testing Technology, 2003, 29(6): 16-17.
周秀云. 0.6328 μm He-Ne激光器小数重合法大尺寸绝对距离测量方法的研究[J]. 中国测试, 2003, 29(6): 16-17.

【12】Liang J. Research on multi-wavelength interferometer with 633 nm band He-Ne laser for absolute distance measurement[D]. Changsha: National University of Defense Technology, 2010.
梁晶. 用于绝对距离测量的He-Ne激光多波长干涉仪的研究[D]. 长沙: 国防科学技术大学, 2010.

【13】Liu S J, Chang Y, Xiao Z G, et al. Accurate calculation of spacing of F-P etalon under the multi-wavelength weighted regression[J]. Infrared and Laser Engineering, 2011, 40(3): 529-532.
刘松江, 常缨, 肖志刚, 等. 多波长加权回归准确计算F-P标准具的间隔[J]. 红外与激光工程, 2011, 40(3): 529-532.

【14】Hua Q, Zhou W H, Ji R Y. Absolute distance measurement with multi-wavelength interferometric method of compensating for the refractive index of air[J]. Opto-Electronic Engineering, 2013, 40(4): 38-44.
华卿, 周维虎, 纪荣祎. 补偿大气折射率的多波长干涉绝对距离测量[J]. 光电工程, 2013, 40(4): 38-44.

【15】Hu C. Automatic measurement of high-level gauge based on fractional legality[D]. Nanjing: Nanjing University of Science & Technology, 2012.
胡超. 基于小数重合法自动测量高等级量块技术研究[D]. 南京: 南京理工大学, 2012.

【16】Shi L. Research of fiber interleaver based on the Mach-Zehnder interferometer[D]. Tianjin: Tianjin University, 2003.
史磊. 基于马赫-曾德尔干涉仪型光纤奇偶交错滤波器的研究[D]. 天津: 天津大学, 2003.

【17】Wei H M. Phase shift method to improve the measurement accuracy of interferometer[D]. Beijing: Graduate University of Chinese Academy of Sciences, 2010.
魏豪明. 移相法提高干涉仪测量精度研究[D]. 北京: 中国科学院研究生院, 2010.

【18】Du X Y, Su R T, Wang X L, et al. Research on fiber laser performance working at different temperatures[J]. Chinese Journal of Lasers, 2015, 42(s1): s102004.
杜雪原, 粟荣涛, 王小林, 等. 工作温度对光纤激光器输出特性的影响研究[J]. 中国激光, 2015, 42(s1): s102004.

【19】Stahl H P. Aspheric surface testing techniques[C]. SPIE, 1990, 1332: 66-76.

引用该论文

Li Xiaoliu,Shen Hua,Li Jia,Zhu Xueyan,Yao Dechao,Lu Qing,Zhu Rihong. Optical Path Difference Calibration Method of Optical Fiber Array Point Source Generator in Tilted-Wave-Interferometer[J]. Acta Optica Sinica, 2018, 38(5): 0512002

李小柳,沈华,李嘉,朱雪妍,姚德超,路晴,朱日宏. 倾斜波面干涉仪中光纤阵列型点源发生器的光程误差标定方法[J]. 光学学报, 2018, 38(5): 0512002

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