激光追踪法测量非球面顶点曲率半径的新方法

本文主要探讨了一种利用激光追踪器测量非球面顶点曲率半径（Vertex Radius of Curvature, VROC）的方法，这对于光学系统设计中至关重要。非球面元素因其能够更有效地控制像差、减少光学元件数量、减小系统尺寸和质量等特性，在现代光学设计中被广泛应用，特别是在透镜和镜面上 [1][2][3][4]。 传统的光学表面参数测量方法通常聚焦于球面的曲率半径（Radius of Curvature, ROC），这包括两种主要测量方式。第一种是根据球体中心与表面的距离，通过机械或光学手段测量出球心到球面的距离，例如使用干涉仪或测微计 [5][6]。然而，对于非球面，每个表面点的ROC都是不同的，因此需要测量的是顶点曲率半径，即VROC。 本文提出的新方法依赖于激光追踪技术。首先，通过设置一个零检验路径，测量该路径在非球面光学元件上的光程差。这个光程差与非球面的几何形状紧密相关。然后，通过光线追踪模拟计算，将测量得到的数据转化为VROC值。这种方法的优点在于其便携性和高精度，尤其是在对具有大约0.056毫米VROC的非球面进行测量时，可以实现准确的测量结果。 文章发表于《中国光学 letters》（CHINESEOPTICSLETTERS），发表日期为2015年1月30日，引用号为COL13(Suppl.) S12201(2015)，并且注明了版权信息。这项研究不仅为光学工程师提供了一种实用的非球面VROC测量工具，而且对于优化光学设计，提高成像质量以及确保光学系统的性能有着重要意义。 总结来说，本文的核心内容是介绍了一种基于激光追踪器的非球面顶点曲率半径测量技术，它在光学系统设计中具有重要的实际应用价值，尤其在对非球面光学元件的精密制造和检测中展现出了高效和精确的优势。