一、前言

 在光学领域中，透镜是光学仪器最主要的零件之一，而透镜中心厚度的偏差严重影响着光学系统的成像。尤其在一些应用于航空航天相关的光学设备中，对透镜的精度要求较高，因为透镜中心厚度的偏差会影响轴向上的间距、偏角以及径向上的偏移等参数。从而影响整个光学系统的精度，因此，对透镜中心厚度的精密测量至关重要，以下介绍几种球面中心厚度的测量方法。

二、平板电容检测法

 如图1所示为平板电容法的工作原理图，在电路通电后，当被测物体引起平板间电容量变化时，两块平行的金属电极之间会产生电容，将被测物体放置在金属电极之间时，电容量会发生变化，通过检测电容量的变化量可以分析测得被测物体的厚度。

图1 平板电容测厚原理图

 虽然平板电容法的结构及原理简单，易于操作，但是该结构很容易受到干扰，比如空间电磁波带来的干扰以及线间分布电容变化的影响，因此该方法的测量的精度不稳定。

三、激光三角法

 如图2所示为直射式激光三角法原理图，当光电探测器探测和接收带有物体位移量信息的光信号，随即把光信号转换成电信号，经电路的处理后，让物体的位移量可以由数字直观的表达出来。

 首先，从光源出射后的激光束经过准直透镜的聚焦，照射在被测量物体的前表面上，被测物体表面将光线进行反射，通过成像系统后，成像在光电探测器的光敏面上，当物体发生了移动，光电探测器接收到的光线信息将会随之改变，通过判断接收到光线信息的改变量与物体实际移动距离之间的关系，就可以间接的得出物体的真实位移。

 但激光三角法很容易受外界条件影响，并且用该方法测得的球面透镜中心厚度时，精度较低（10μm左右）。

图2 激光三角法测厚原理图

四、光学干涉测量法

 如图3所示为光学干涉法测量物体厚度的工作原理图，经会聚透镜的会聚光束通过分光棱镜形成两路光束，其中一路光束到达平面反射镜表面发生反射，

 沿原路返回，另一路光束经被测物体上下表面反射后，也沿原路返回，两路反射回来的光束再次经过棱镜反射和透射，通过会聚透镜后，探测器靶面通过对接收到的干涉信号进行分析处理，最终得出被测物体的厚度。

图3 光学干涉法测厚原理图

 用该方法测厚精度可达0.1nm，我司已配备相关设备：激光干涉仪（如：Hi-Marc150W激光干涉仪），轴向平移导轨，光栅尺，五维调整架、光学平台。三爪调整架夹持被测球面，将三爪卡扣旋转嵌入五维调整架中，五维调整架与光栅尺进行连接，并固定在轴向平移导轨的滑块上。

 测量过程如图4所示，干涉仪内激光光源经准直镜出射后形成平行光束，再经标准球面透镜后形成测量光束，并会聚于标准球面透镜的焦点处；被测球面透镜沿平移导轨方向（即光轴方向）移动，当测量光束会聚点与被测球面透镜前表面顶点或者后表面顶点重合时,测量光束由被测球面透镜表面反射沿原路返回，干涉仪内CCD靶面接收到干涉信号，经我司PhaseSight相移干涉测量软件进行分析处理后，显示器输出待测件的中心厚度。