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《光学精密工程》 2017年03期
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数字全息术用于光学元件表面缺陷形貌测量

陈竹  姜宏振  刘旭  陈波  
【摘要】:利用像面数字全息显微术对光学元件表面缺陷的三维形貌测量进行了理论及实验研究。设计并搭建了相应光路系统记录全息图,采用角谱算法数值重建物光场,通过相位修正消除了系统误差引入的波前畸变,获得了经过待测光学元件表面缺陷调制的物光相位分布,并根据建立的相位分布与表面缺陷面形的关系模型计算得到缺陷三维形貌。实验以多个划痕和麻点等常见表面缺陷作为测量对象,分别获得了它们的三维形貌,以其中一条实际宽度为35μm、深度为270nm的划痕为例,测量得到该划痕的宽度为35.21μm,平均深度为267.6nm,与真实值相比,横向测量误差为0.6%,纵向测量误差为0.9%。实验结果证实该测量方法是有效、可靠的,能够准确测量光学元件表面缺陷的三维形貌,因而有助于判断光学元件损伤程度以及分析缺陷对系统波前的影响,对保障高功率激光装置的安全正常运行有重要意义。
【作者单位】中国工程物理研究院激光聚变研究中心;
【关键词】数字全息显微术 三维形貌测量 光学元件 表面缺陷 相位修正
【基金】:国家科技重大专项课题(No.2013XXX)
【分类号】:TP391.41;O438.1
【正文快照】:
1引言由于加工工艺及运行环境的限制,光学元件多存在诸如划痕、麻点等类型的表面缺陷。在光路系统中,这些缺陷对光束造成不同程度的散射,破坏光场均匀性,降低光束质量[1-2]。尤其在高功率激光装置中,光束能量相当高,若光束的近场均匀性差,进入终端光学系统后会对光学组件构成

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