一、什么是光学均匀性

 光学元件的材料的折射率变化称为均匀性，光学均匀性会直接影响透射系统的波前质量，是光学材料的一个重要指标。不同区域的材料折射率的变化，会使通过光学元件的波前产生额外的畸变，影响系统精度。光学均匀性测试是在光学加工之前，测定和评估光学材料质量的重要步骤。

图1. 高精度光学元件

二、均匀性测量方法

 目前的光学材料均匀性测量方法有定性测量和定量测量两种，其中定量测量又可以分为一般测量和绝对测量。一般测量是指测试结果包含样品抛光波面误差、测试仪器标准镜波面误差的测量。绝对测量是指测试结果中去除了样品抛光波面误差、测试仪器标准镜波面误差的测量。目前的主要的均匀性检测方法整理如表1所示：

 上述光学均匀性测量方法各有利弊,如：平行光管法是一种定性的测量，无法得到定量的结果；使用浸液法测量光学材料均匀性，需要先行配制与待测件折射率一致的折射率液，操作不方便；全息差分干涉方法为绝对测量方法，但测量步骤较多，操作较为复杂。为了实现高精度检测，本文将主要对（1）干涉仪透射测量方法和（2）波长调谐干涉测量法做简单介绍。

（一）透射测量法

 透射测量法，是由亚利桑那大学的Chiayu Ai、James C.Wyant等人于1991年提出的一种测量平板光学均匀性的绝对测量方法。

       在使用干涉仪测试时需要通过四次测量从透射结果中，消除被测样品前、后表面，以及标准镜和参考镜的影响（如图2所示），然后除以被测样品的长度，最终得到内部光学均匀性结果。它的意义在于在单位长度上折射率变化的分布。

图2. 机械移相式菲索式激光干涉仪测量光学均匀性

 光学均匀性“Δn”可由公式得出：

       其中，n为材料折射率；t为样品长度； T为第一步的测试结果；C为第四步测试结果；S2为第三步测试结果；S1为第二步测试结果。

 这一测试方法要求，样品前后表面都已光学抛光，并且保持一定的楔角。如果前后表面过于平行，在测试一个表面时，另一个表面的干涉条纹会同时出现，造成干扰。

（二）波长调谐干涉测量法

 在波长移相干涉仪（如图3所示）中激光器既作为光源，其波长又可以连续改变，起到移相器的作用。

图3. 波长移相干涉仪原理图

波长移相干涉仪通过改变波长调制相位，通过傅里叶分析分离各个平行表面的不同干涉腔腔长的干涉图并处理。这个特性使得波长移相干涉仪可以在一次测量中获得前、后表面以及透射波前的相位信息，另外再进行一次测量得到空腔信息，只需两步便可实现对光学平板的均匀性分布的绝对检测（如图4所示）。

图4. 波长调谐干涉测量均匀性（左上）空腔（右上、左下）前、后表面