采用静止光学头和移动五棱镜的长轨轮廓仪

　　1.引言

　　同步辐射学术界把术语“rms倾斜误差”看作是对反射镜表面面形误差定量表示的一个很重要的参量。新型同步辐射光源为了保持高亮度的光束质量.要求rms(均方根)表面倾斜误　　差不超过0. 2 arcsec(1urad)，为T说明这个允差的大小，举一个直径35 mm的平面反射镜变形呈球形为例，其变形量只能有入/40峰至谷)，其中入=632. 8 nm为用可见光测试的光波波长.除了平面或者球形表面而外，以传统干涉计量测试方法这个测量精度是达不到的。因此，面对这个挑战，一个新的测试方案一直在进行研究。

　　对于具有如此高面形精度的反射镜的正确操作，不仅要求在制作过程中控制它的面形，而且要求在制成后还要用它的支架支承好或者放到真空室内保持其面形不变。因此，不仅生产厂家需要有高精度的特殊测试仪器，而且同步辐射实验室也同样需要。为了达到这一目的，要制作的测量仪器就应该是完全符合要求的。为了满足同步辐射测试方面的特殊需要，BNL实验室研制出一个零程差细光束干涉仪一长轨轮廓仪(LTP).在此仪器中，把整个干涉仪放在一个高精度的梁式导轨上，移动扫描长度长达1 m,本报告给出了对该仪器改型过程的研制经验。

　　讨论了进一步显著改进的方法，得出以一个很　经济的仪器配置就能明显地提高仪器精度的结论.

　　2. LTP的基本工作原理

　　LTP是采用细光束干涉计量原理，最初是由Von Bieren研究出来的。在LTP基本原理中，最明显的改进是引入零光程差分束系统的概念，以便降低空气扰动和激光频率不稳定的　　影响。LTP I型的光学头是由干涉仪和探测器两部分构成的，固定在一个沿陶瓷质梁式导轨移动的空气轴承气浮平台上.光学头沿导轨移动期间，从测得的干涉条纹位置的变化自动地　　测量出两细光束之间的光程差，进而计算出表面倾斜度误差.如果被测表面相对垂直于光轴平面倾斜a角度，则它的反射光束将倾斜“2a”角度。对于一个焦距为了的理想傅里叶变换　　(FT)透镜，因为这两个锥形光束在后焦面理想像点处的光程差各点是相同的，因而在焦面探测器上条纹位置的移动距离d可用下式表达:

　　d=2af                                                                        (1)

　　由测得的条纹移动距离d可求出倾斜角误差a.