隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，光學(xué)鏡片廣泛應(yīng)用于人們的日常生活。提高光學(xué)鏡片的產(chǎn)品質(zhì)量與性能對提升現(xiàn)代光學(xué)產(chǎn)業(yè)的競爭力起著至關(guān)重要的作用，而要提高光學(xué)鏡片的產(chǎn)品質(zhì)量與性能，不僅要依靠先進的加工技術(shù)，更離不開精密檢測技術(shù)。表面粗糙度、面形、曲率半徑等參數(shù)是影響光學(xué)鏡片品控與性能的重要因素，選擇一種精度高、速度快、操作簡便的檢測方法，能夠幫助降低光學(xué)鏡片的報廢率，進一步提升光學(xué)鏡片產(chǎn)業(yè)的競爭力與核心技術(shù)。一、光學(xué)鏡片的分類

按照鏡片的形狀，可分為球面鏡片和非球面鏡片兩大類。

1、球面鏡片是指一面是球面、另外一面是平面，或者是內(nèi)外兩面都為球面的鏡片。球面鏡一般分為凹面鏡和凸面鏡。球面鏡片會有像差的現(xiàn)象發(fā)生，因此，能減少、補足、矯正像差和畸變的非球面鏡片應(yīng)運而生。

2、非球面鏡片是由多像高次方程決定面形上各點的半徑均不相同的鏡片，鏡片表面的曲率不是完全圓形的。這種鏡片在光學(xué)系統(tǒng)中可以通過校正多種像差來提高成像質(zhì)量，擴大視場和提高光學(xué)系統(tǒng)的性能，從而提高光學(xué)系統(tǒng)的鑒別能力。一個或者幾個非球面鏡片可以替代很多個球面鏡片，以此來降低產(chǎn)品制作成本，簡化產(chǎn)品制作流程和結(jié)構(gòu)，并在一定程度上降低光學(xué)產(chǎn)品的重量。目前非球面已經(jīng)漸漸成為光學(xué)產(chǎn)品中應(yīng)用最廣泛的光學(xué)元件之一。

• 非球面技術(shù)一般應(yīng)用于高端攝像頭、天文望遠(yuǎn)鏡、精密顯微鏡、光學(xué)測量儀器等光學(xué)儀器中，使其成像更加清晰、準(zhǔn)確。
• 在半導(dǎo)體激光器和光纖通信領(lǐng)域中，非球面技術(shù)可以提高光束的聚焦和耦合效率，提高設(shè)備的性能和穩(wěn)定性。
• 在醫(yī)療器械領(lǐng)域中，非球面透鏡可以實現(xiàn)激光束的精確定位和聚焦，提高激光手術(shù)的準(zhǔn)確性和安全性；還可以應(yīng)用于人工晶體、眼鏡鏡片等醫(yī)療器械制造中，提高視力矯正的效果和舒適度。
• 在航天航空領(lǐng)域中，非球面透鏡可以提高衛(wèi)星、望遠(yuǎn)鏡等空間光學(xué)設(shè)備的成像精度和穩(wěn)定性，適應(yīng)極端的空間環(huán)境。在飛機、導(dǎo)彈等航空器件中，非球面技術(shù)還可以提高光學(xué)導(dǎo)引系統(tǒng)的性能，提高導(dǎo)航和制導(dǎo)的準(zhǔn)確性。

二、光學(xué)鏡片的精密測量需求

表面粗糙度是指表面具有較小間距和微小谷峰的不平度。表面粗糙度越小，則表示物體表面越光滑。Sa是指取樣面積內(nèi)“所有波峰波谷的輪廓偏距絕對值的算術(shù)平均值”。

面形是指光學(xué)鏡片表面的形狀和曲率。不同的面形會對光線的傳播和聚焦產(chǎn)生不同的影響。在光學(xué)領(lǐng)域中，光學(xué)表面面形質(zhì)量的指標(biāo)一般為PV值，也叫峰谷值，一般表示透鏡的實際表面與理想球面之間的偏差，是一種較為全面的表面誤差指標(biāo)。一般來說，PV值越小，表示物體表面越平整，加工質(zhì)量越高。曲率半徑指的是光學(xué)鏡片的頂點與曲率中心之間的距離，是光學(xué)元件研發(fā)和生產(chǎn)的一個重要參數(shù)。通過曲率半徑的精密測量，可以確定光線穿過鏡片時的光學(xué)路徑長度，以此幫助研發(fā)、生產(chǎn)與品控監(jiān)測各個階段的參數(shù)需求。為了達到光學(xué)鏡片預(yù)期的精度標(biāo)準(zhǔn)，在光學(xué)鏡片的加工過程中會進行多次精密測量與修形，檢測是否符合產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，通過多次迭代磨削、研磨、拋光等手法，提高光學(xué)鏡片的產(chǎn)品精度、質(zhì)量與性能。因此，精密測量是光學(xué)鏡片產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)、制造中不可缺失的一步。

（1）超光滑加工元件：在精密光學(xué)領(lǐng)域，一般把Ra值＜0.3nm的元件稱為超光滑（超滑）元件。在光學(xué)系統(tǒng)中，超光滑加工元件憑借極低的表面粗糙度和無損表面的特點，有效減少光的散射。下面是超光滑透鏡的表面粗糙度的測量案例：

（2）微透鏡：

微透鏡是一種常見的微型光學(xué)元件，在光學(xué)系統(tǒng)中用于聚、發(fā)散光輻射。微透鏡陣列是由多個微透鏡組成的陣列結(jié)構(gòu)，不單單具備傳統(tǒng)透鏡的聚焦、成像等基本功能，還有著集成度高、單元尺寸小的優(yōu)點。這種結(jié)構(gòu)可以實現(xiàn)對光線的高效控制和處理，廣泛應(yīng)用于光學(xué)通信、光學(xué)成像、激光加工等領(lǐng)域。下面是微透鏡矩陣的表面粗糙度、曲率半徑、面形PV值的測量案例：

（3）菲涅爾透鏡：菲涅爾透鏡，也被稱為螺紋透鏡，其鏡片表面上，一面是光滑的，另一面則刻有一系列由小到大的同心圓。這種同心圓紋理是根據(jù)光的干涉、擾射、相對靈敏度以及接收角度的要求而設(shè)計的。菲涅爾透鏡的應(yīng)用非常廣泛，常被應(yīng)用于精密光學(xué)、高分子材料、機械加工、航空航海、紅外探測、智能電子產(chǎn)品、聚光聚能、新能源光伏等領(lǐng)域。下面是菲涅爾透鏡曲率半徑、面形PV值測量案例：

（4）柱面鏡：柱面鏡是一種特殊的非球面透鏡，具有改變成像尺寸大小等特殊的光學(xué)性能，可以有效減小色差與球差，廣泛應(yīng)用于各種光學(xué)產(chǎn)品之中。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對柱面鏡零件的要求也越來越高，此時精密測量技術(shù)就起到了關(guān)鍵作用。下面是柱面鏡的曲率半徑、面形PV值的測量案例：

（5）凹面鏡、凸面鏡：凹面鏡是指用球面的內(nèi)側(cè)做反射面的球面鏡，凸面鏡是指用球面的外側(cè)做反射面的球面鏡。凹面鏡對光線起到匯聚作用，常應(yīng)用于衛(wèi)星天線、雷達、燈具、望遠(yuǎn)鏡等產(chǎn)品；凸面鏡對光線起到發(fā)散作用，常應(yīng)用于需要擴大視野的產(chǎn)品中，如轉(zhuǎn)彎鏡、廣角鏡等。下面是凹面鏡表面粗糙度、面形PV值測量案例：

優(yōu)可測白光干涉儀AM-7000系列精度達亞納米級。最高RMS重復(fù)性可達0.002nm，搭配大量程壓電陶瓷器件，最高掃描速度400μm/秒。3200Hz加以業(yè)內(nèi)首創(chuàng)SST+GAT算法，可瞬間完成最高500萬點云采集。白光干涉儀基于白光干涉原理，通過光干涉相位計量，任意放大倍率下均可獲得小于1nm的檢測精度。涵蓋市場上通用的國際標(biāo)準(zhǔn)測量工具，高效率輕松分析3D數(shù)據(jù)，從容應(yīng)對各行各業(yè)的應(yīng)用。