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1、第5卷第6期光学与光电技术Vol.5,No.62007年12月OPTICS&OPTOELECTRONICTECHNOLOGYDecember,2007文章编号:167223392(2007)0620048204光学材料光学均匀性检测方法分析任寰袁静许华陈波汤晓青马可马玉荣杨一(中国工程物理研究院激光聚变研究中心,绵阳621900)摘要光学均匀性是光学材料的重要指标,直接影响到透射光学系统的波面质量,改变系统的波相差。惯性约束聚变(InertialConfineFusion,ICF)激光驱动器的研制要求对材
2、料的光学均匀性进行高精度的检测,同时兼顾洁净度要求。实验中利用斐索干涉仪实现了大口径光学材料光学均匀性的检测,并与国外检测数据进行了对比,对检测过程中的影响因素主要包括样品的厚度测量偏差及折射系数偏差进行了分析。结果表明,样品的厚度测量偏差及折射系数偏差对结果的影响较小,可以忽略。同时用两种干涉仪专用软件对大量样品测量数据进行处理,对比了不同干涉仪光学均匀性的计算结果,表明这两种情况下对光学均匀性的处理结果相符,解决了大口径光学坯件光学均匀性的检测问题。关键词光学均匀性;波前;光学材料;折射系数中图分类号
3、TN247文献标识码A镜,用望远镜观察放入样品之后的分辨率板的临界1引言分辨率组数(必须4个方向的黑白条带均能分辨ICF(InertialConfineFusion)激光驱动器的研制开),及星点像的变化程度和分布状况,根据式(1)要求对材料光学均匀性进行高精度的检测,同时兼计算结果并取最大值确定均匀性等级:顾洁净度要求。目前参照的国家标准中,对材料光α2xD[1]α=·(1)学均匀性的检测提供了三种方法:平行光管法、全0f120″息干涉法、多光束球面干涉法。但受到检测精度、检式中,D为物镜直径,α为样品分
4、辨率,α0是理论分测口径及洁净度的限制,上述三种方法并不能满足辨率,f是平行光管焦距,x为条带宽度。项目实际需求。目前国外一些光学材料生产厂家已该方法检测材料光学均匀性,必须使用两块贴通过斐索干涉仪实现了大口径光学材料的均匀性检置玻璃,并且要求贴置玻璃的光学均匀性不大于-6测[224],该方法由于结果不受样品两表面反射面形及1×10,两工作面的平行度不大于20″,平面度不大于λ/4,局部平面度不大于λ/20,λ为波长。标准平板面形质量的影响,可近似看为是一种绝对2.2全息干涉法检测方法,具有检测准确度高的
5、特点。本文利用现采用二次曝光全息差分干涉原理,将被测材料有设备,对检测方法进行了改进,并与国外检测数据样品的反射干涉条纹和透射干涉条纹记录在同一进行了对比,对检测过程中的影响因素进行了分析,张全息图上,从全息图的再现波面计算样品的折射同时对比了不同干涉仪光学均匀性的计算结果,解-6率微差和厚度微差。测试精度达到±1×10。决了大口径光学坯件光学均匀性的检测问题。这种方法既可实现细磨样品的检测,也可实现2不同检测方法分析抛光样品的检测。但要求抛光样品平面度等于λ/2,局部平面度等于λ/4,两通光面平行度为5
6、″～2.1平行光管法10″,这无疑对样品的前期加工提出了更高的要求,平行光管法是一种定性检测方法。采用一对造成检测加工成本的增加。在对细磨样品均匀性平行光管装置,一个作为准直光管,一个作为望远进行检测时,对贴置玻璃也提出了近乎苛刻的要收稿日期2007205210;收到修改稿日期2007207202作者简介任寰(1976-),女,助理研究员,主要从事高精度光学元件检验及膜层处理技术的研究。E2mail:huandxj@yahoo.com.cn第6期任寰等:光学材料光学均匀性检测方法分析49求:两工作面的平面
7、度等于λ/20,局部平面度等于λ/30,平行度为1′,光学均匀性不大于5×10-7。4实验结果这同时给贴置玻璃质量及检测提出了新的要求。4.1与国外数据对比2.3多光束球面干涉法实验中任意选取了一块由德国肖特生产的编该方法利用干涉条纹的弯曲量与折射率分布号为06122C51B的熔石英材料,几何尺寸为之间的关系,通过观察样品及贴置玻璃的综合透射345mm×345mm×48.30mm,两工作表面在出干涉条纹的弯曲度及条纹间距,对均匀性进行计厂时已进行了一定程度的抛光,并有足够的不平行-6算,精度可达±2×10
8、。度以避免自干涉影响。厂方给出了两组数据,即中这种方法同样对贴置玻璃提出了较高的要求,心区域<300mm口径内光学均匀性,及典型边角要实现较大口径材料样品的检测,贴置玻璃的质量区域<150mm口径内的光学均匀性,为了便于比成为影响检测的关键。同时,其检测精度也不能满较,实验中也选择这两个区域进行数据处理,表1足项目需求。为实验测得数据与厂方数据的对比情况。综合以上分析,需要一种新的检测方法来实现表1实验数据与出厂数据对比材料光
