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離軸拋物面鏡表面光潔度的評估方法
閱讀：483 發(fā)布時間：2019-9-16
離軸拋物面鏡表面光潔度的評估方法
離軸拋物面鏡是從旋轉(zhuǎn)對稱的拋物面鏡中取用不包含對稱軸的一個部分的鏡面，由于它能以簡單的面形產(chǎn)生高質(zhì)量的無中心遮攔的平行光束，近年來逐漸成為一種應(yīng)用較廣的光學(xué)零件，其加工技術(shù)從屬于光學(xué)加工技術(shù)領(lǐng)域。
如果靶放在拋物面的焦點處，會阻擋一部分入射光線，所以僅使用拋物面鏡的一部分，讓光束離軸入射，這就是離軸拋物面鏡。使用它入射光就不會被靶所阻擋。它的有效焦距EFL不同于母拋物面鏡的焦距PFL，計算衍射極*要以EFL為焦距。
很多離軸拋物面鏡是用金剛石刀用銅或者鋁為基底切削而成的，表面鍍金，再加一層SiO2保護層。這樣做的原因是加工容易，特別是短焦距。金膜的反射率在我們使用的波長范圍內(nèi)（700nm-900nm）幾乎不隨入射光的角度和偏振變化而變化。而鍍介質(zhì)膜的反射鏡的反射率隨入射角變化比較大。
離軸拋物面鏡的表面不像拋光的玻璃那樣光滑，表面粗糙度小于10nm，據(jù)此可估計散射損失為(4πσ/λ)2<3%，工式中σ為rms粗糙度，λ為激光波長。這些高頻（空間）散射在聚焦時大因發(fā)散角大而傳播到四面八方去了，不會對焦斑產(chǎn)生什么影響。離軸拋物面鏡另外一個明顯的特征是用肉眼也可以觀察到的刀痕，空間頻率大約在250/mm，類似于光柵，會在中心焦斑附近產(chǎn)生焦線。
表面平整度或表面光潔度是一個重要的指標(biāo)，主要有三種評估方法，分別是RMS，Ra和PV，比較表面光潔度的前提是采用同一套評估方法。目前主要的離軸拋物面鏡工藝可能保證在太赫茲和紅外波段有較好的光斑均勻性，而對于可見光波段，則需要采用特殊的表面處理，我們目前已經(jīng)可以做到RMS僅20nm的水平。