摘要

光軸同軸度是光學(xué)系統(tǒng)精準(zhǔn)成像的核心保障，鏡筒定位面平面度偏差易導(dǎo)致鏡片裝配傾斜，進(jìn)而破壞光軸同軸度。白光干涉測量技術(shù)具備非接觸、納米級(jí)精度優(yōu)勢，可精準(zhǔn)表征鏡筒定位面平面度與光軸同軸度偏差，為二者關(guān)聯(lián)分析提供可靠檢測手段。本文采用白光干涉測量技術(shù)，開展鏡筒定位面平面度與光軸同軸度同步檢測實(shí)驗(yàn)，分析平面度偏差對(duì)光軸同軸度的影響規(guī)律，為光學(xué)鏡筒裝配質(zhì)量管控提供技術(shù)支撐。

關(guān)鍵詞

白光干涉測量；鏡筒定位面；平面度；光軸同軸度；測量分析

引言

光軸同軸度直接決定光學(xué)系統(tǒng)的成像穩(wěn)定性與精度，鏡筒定位面作為鏡片裝配的基準(zhǔn)面，其平面度偏差會(huì)產(chǎn)生不均勻裝配應(yīng)力，導(dǎo)致鏡片中心偏移，破壞光軸同軸性。傳統(tǒng)檢測方法難以同步精準(zhǔn)捕捉平面度微觀偏差與光軸同軸度異常，而白光干涉測量可清晰呈現(xiàn)定位面微觀形貌，實(shí)現(xiàn)平面度與同軸度的精準(zhǔn)檢測，為探究二者內(nèi)在關(guān)聯(lián)提供高效技術(shù)路徑。

實(shí)驗(yàn)方案

實(shí)驗(yàn)選用鋁合金鏡筒與高透光學(xué)鏡片，鏡筒定位面尺寸18mm×18mm，制備不同平面度偏差的鏡筒樣本。搭建白光干涉測量平臺(tái)，調(diào)試光路確保檢測精度達(dá)±2nm，對(duì)鏡筒定位面進(jìn)行全域掃描，采集平面度數(shù)據(jù)；將鏡片裝配后，通過白光干涉測量表征光軸同軸度偏差，結(jié)合同軸度測量儀驗(yàn)證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性，對(duì)比分析平面度偏差與光軸同軸度的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

實(shí)驗(yàn)表明，白光干涉測量可精準(zhǔn)檢測鏡筒定位面平面度與光軸同軸度，檢測誤差均小于3%。當(dāng)定位面平面度偏差≤0.003mm時(shí)，光軸同軸度偏差≤4″，滿足光學(xué)系統(tǒng)要求；當(dāng)平面度偏差超過0.006mm，光軸同軸度偏差增至10″以上，且平面度偏差與同軸度偏差呈正相關(guān)。分析可知，平面度偏差導(dǎo)致鏡片裝配基準(zhǔn)傾斜，引發(fā)光軸偏移，白光干涉技術(shù)可實(shí)現(xiàn)二者同步檢測，為裝配工藝優(yōu)化提供精準(zhǔn)數(shù)據(jù)支撐。

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