光學(xué)檢測(cè)儀和激光干涉儀
服務(wù)熱線:025-84433141
對(duì)于以數(shù)字波面干涉儀為主的現(xiàn)代檢測(cè)技術(shù)來說,可以獲得波面直觀的三維形貌,為保證測(cè)試數(shù)據(jù)直觀的可比性和唯一性,常見的是用波面的簡(jiǎn)單數(shù)字指標(biāo)峰谷值(PV)和均方根值(RMS)來表示。
二、PV值及PVr值
使用反射波前或透射波前表示實(shí)際被檢測(cè)的表面面形時(shí),該波前的最高(前)點(diǎn)到最低(后)點(diǎn)的間距表示為一個(gè)波前的峰谷值(PV)。而此時(shí)波前的最佳擬合球面的矢高(或稱波高)值被定義為離焦量(Power)。當(dāng)最佳擬合球面為會(huì)聚波前時(shí),離焦量為正;當(dāng)最佳擬合球面為發(fā)散波前時(shí),離焦量為負(fù)。消離焦后峰谷值表示為pv,計(jì)算機(jī)或軟件說明書通??s寫為PWR。圖1表示消離焦前后的峰谷值。
圖1消離焦前后峰谷值:(a)消離焦前,(b)消離焦后
pv與PV的關(guān)系如下:
PVr表示為穩(wěn)定性峰谷值,由Zygo公司所提出。其相對(duì)于PV的主要優(yōu)勢(shì)時(shí)提供了獨(dú)立于儀器分辨率和測(cè)試人員的測(cè)量結(jié)果的可重復(fù)性。進(jìn)行測(cè)量時(shí),用Zernike多項(xiàng)式擬合圓形光圈,其PVr定義如下:
上式第一項(xiàng)為澤尼克36項(xiàng)多項(xiàng)式擬合成波面的PV值,第二項(xiàng)為移去36項(xiàng)后的剩余均方根值的K倍(K一般為3-6)。K的選擇應(yīng)滿足:①PVr應(yīng)比PV小因?yàn)橛袝r(shí)大的空間噪聲在不影響PV的情況下會(huì)產(chǎn)生一個(gè)較大的剩余均方根值;②若光學(xué)元件剩余均方根值極小時(shí),K值應(yīng)選擇6,否則,可能出現(xiàn)在PVr約束范圍之外的不能接受的較大數(shù)據(jù)。
均方根值(RMS)定義為被檢測(cè)波前(或鏡面)范圍內(nèi)與最佳匹配的參考波前的光程差平方和的平均值的開方。這是全口徑波前(或鏡面)上平均誤差的表征,避免了由一、兩點(diǎn)數(shù)值就判定整個(gè)鏡面優(yōu)劣的片面性。公式如下
RMS更能全面的反映波前的質(zhì)量,如圖2表示兩個(gè)波前具有相同的峰谷光程差,但右側(cè)的波面均方根波前誤差更小些。這是因?yàn)椴ㄇ罢`差僅處于口徑的邊緣,大部分區(qū)域的波前接近完美。
圖2 PV值相同、RMS值完全不同的兩個(gè)波前
此外,鏡面上的不潔凈點(diǎn)、劃痕(在缺陷要求之內(nèi))或千涉檢驗(yàn)時(shí)的被檢驗(yàn)鏡的邊緣效應(yīng)(應(yīng)采取修剪邊緣虛假部分的方式),都將大大影響PV值,但其本身質(zhì)量卻有可能是一個(gè)好的鏡面。所以,用RMS值評(píng)價(jià)鏡面較之PV值更合理、更科學(xué)、更客觀。