一種檢測(cè)透鏡面形用組合式偏振分光器檢測(cè)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及用偏振相干技術(shù)檢測(cè)面型偏差技術(shù)領(lǐng)域，特別適用于無(wú)損檢驗(yàn)球面鏡片曲率半徑偏差、象散偏差、局部偏差的檢測(cè)，是一種檢測(cè)透鏡面形用組合式偏振分光器檢測(cè)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，檢驗(yàn)拋光后的光學(xué)零件面形偏差通常采用光學(xué)樣板或干涉儀檢測(cè)，檢驗(yàn)方法都是根據(jù)光的干涉原理，在光學(xué)車間檢驗(yàn)光學(xué)零件的面形偏差，常用的方法有干涉圖樣法和陰影法。干涉圖樣法可分為接觸法(即樣板法)和非接觸法(即干涉儀法)。
[0003]在光學(xué)車間光學(xué)鏡片面形偏差檢測(cè)通常采用光學(xué)樣板法，而鏡片下盤(pán)后出廠前的終檢采用干涉儀檢測(cè)法。二者都是根據(jù)光的干涉原理，通過(guò)觀察到的干涉條紋的數(shù)目、形狀、變化狀態(tài)和顏色來(lái)確定鏡片的面形偏差。樣板法檢測(cè)需要將待測(cè)鏡片和光學(xué)樣板直接接觸，加壓觀察，這種檢測(cè)方法不僅對(duì)鏡片的表面光潔度造成一定程度的破壞，多次測(cè)量還會(huì)使光學(xué)樣板磨損，給測(cè)量結(jié)果帶來(lái)誤差，造成反復(fù)返工甚至報(bào)廢、大大降低了生產(chǎn)效率、增加了生產(chǎn)成本。干涉儀(以美國(guó)zego為例)屬于非接觸無(wú)損檢測(cè)，測(cè)量精度高，但價(jià)格昂貴，而且測(cè)量范圍受到標(biāo)準(zhǔn)鏡頭相關(guān)孔徑的限制，需要多種規(guī)格的標(biāo)準(zhǔn)鏡頭，并且需要一定長(zhǎng)度的導(dǎo)軌來(lái)實(shí)現(xiàn)基準(zhǔn)面的球心從待測(cè)透鏡的球面頂點(diǎn)移動(dòng)到與被測(cè)面的球心重合，通過(guò)測(cè)量移動(dòng)的距離獲得待測(cè)透鏡的曲率半徑。干涉圖不能反映曲率半徑相對(duì)名義值的偏差，不適用于車間的在線檢測(cè)。
[0004]專利申請(qǐng)?zhí)朇N201010550796 “透鏡面形偏差檢測(cè)裝置及其方法”公開(kāi)了一種小型球面干涉儀，該干涉儀使用兩個(gè)完全相同的等邊直角棱鏡膠合而成的分光棱鏡(結(jié)合面鍍有半反半透膜)，將檢測(cè)光束分成透射和反射兩束光，分別照射在待測(cè)鏡片和光學(xué)樣板上反射在接收屏上形成干涉條紋，它用于無(wú)損檢驗(yàn)球面鏡片偏差。但這種方法無(wú)法消除光源的亮斑和雜散光，采集到的干涉條紋對(duì)比度較差；且用平行光作為檢測(cè)光，要求檢測(cè)裝置各光學(xué)元件口徑較大，且光能利用率較低，產(chǎn)生的背景噪聲較大，嚴(yán)重影響圖像質(zhì)量，使后期圖像處理的誤差變大。
[0005]發(fā)明專利200310122011.9 “改進(jìn)型邁克爾遜干涉儀”公開(kāi)了一種分光器，該分光器是由兩片完全相同的等邊直角棱鏡膠合而成的分光棱鏡，且在膠合面上鍍有一層半透半反膜，它可以實(shí)現(xiàn)光束的透鏡和反射。它用于波長(zhǎng)的測(cè)定，未應(yīng)用到透鏡的面形偏差檢測(cè)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]本實(shí)用新型的目的是針對(duì)以上不足之處，提供了一種能抑制雜散光等光學(xué)噪聲的影響，提高鏡片檢測(cè)的精度的一種檢測(cè)透鏡面形用組合式偏振分光器檢測(cè)裝置。
[0007]本實(shí)用新型解決技術(shù)問(wèn)題所采用的方案是，一種檢測(cè)透鏡面形用組合式偏振分光器檢測(cè)裝置，包括組合式偏振分光器，所述組合式偏振分光器的正下方設(shè)置有激光擴(kuò)束鏡，所述激光擴(kuò)束鏡的正下方設(shè)置有檢測(cè)光源，所述組合式偏振分光器的正上方設(shè)置有光學(xué)樣板，所述組合式偏振分光器的正左方設(shè)置有接收屏。
[0008]進(jìn)一步的，所述組合式偏振分光器包括由兩個(gè)相同的等腰直角三棱鏡膠合而成的立方棱鏡，其中一個(gè)等腰直角三棱鏡的膠合面鍍有偏振分光介質(zhì)膜。
[0009]進(jìn)一步的，所述立方棱鏡的周側(cè)膠合有檢偏器、起偏器和1/4波片，所述檢偏器設(shè)置于立方棱鏡的正左側(cè)，所述起偏器設(shè)置于立方棱鏡的正下側(cè)，所述立方棱鏡的正上側(cè)和正右側(cè)均設(shè)置有1/4波片。
[0010]進(jìn)一步的，所述光學(xué)樣板上設(shè)置有用于調(diào)整光波相位的壓電陶瓷移相器，所述接收屏光軸線與等腰直角三棱鏡的膠合面形成的角度為45°。
[0011]進(jìn)一步的，所述檢測(cè)光源、激光擴(kuò)束鏡、起偏器以及光學(xué)樣板的光軸線重合，所述接收屏的光軸線與檢偏器的光軸線重合，所述接收器的光軸線和光學(xué)樣板的光軸線均與等腰直角三棱鏡的膠合面中心相交。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下有益效果:本實(shí)用新型采用偏振干涉的方法使兩相干光束有近似相等的光強(qiáng)，可調(diào)的條紋亮度，能實(shí)現(xiàn)抑制雜散光等光學(xué)噪聲的影響，大大提高鏡片檢測(cè)的精度，使用方便。
【附圖說(shuō)明】
[0013]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說(shuō)明。
[0014]圖1為本實(shí)用新型的光路原理不意圖。
[0015]圖2為本實(shí)用新型的組合式偏振分光器構(gòu)造示意圖。
[0016]圖中:
[0017]1-組合式偏振分光器，2-接收屏，3-立方棱鏡，4-激光擴(kuò)束鏡，5-檢測(cè)光源，6-光束，7-1/4波片，8-光學(xué)樣板，801-光學(xué)樣板的基準(zhǔn)面，9-待測(cè)鏡片，901-待測(cè)鏡片的基準(zhǔn)面，10-起偏器，11-檢偏器，12-等腰直角三棱鏡。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說(shuō)明。
[0019]如圖1?2所示，一種檢測(cè)透鏡面形用組合式偏振分光器檢測(cè)裝置，包括組合式偏振分光器I，所述組合式偏振分光器I的正下方設(shè)置有激光擴(kuò)束鏡4，所述激光擴(kuò)束鏡4的正下方設(shè)置有檢測(cè)光源5，所述組合式偏振分光器I的正上方設(shè)置有光學(xué)樣板8，所述組合式偏振分光器I的正左方設(shè)置有接收屏2。
[0020]在本實(shí)施例中，所述組合式偏振分光器I包括由兩個(gè)相同的等腰直角三棱鏡12膠合而成的立方棱鏡3，其中一個(gè)等腰直角三棱鏡12的膠合面均鍍有偏振分光介質(zhì)膜。
[0021]在本實(shí)施例中，所述立方棱鏡3的周側(cè)膠合有檢偏器11、起偏器10和1/4波片7，所述檢偏器11設(shè)置于立方棱鏡3的正左側(cè)，所述起偏器10設(shè)置于立方棱鏡3的正下側(cè)，所述立方棱鏡3的正上側(cè)和正右側(cè)均設(shè)置有1/4波片7。
[0022]在本實(shí)施例中，所述激光擴(kuò)束鏡4包括擴(kuò)束鏡和光束整形鏡，所述擴(kuò)束鏡設(shè)置于激光擴(kuò)束鏡4的下部，所述光束整形鏡設(shè)置于激光擴(kuò)束鏡4的上部。
[0023]在本實(shí)施例中，所述光學(xué)樣板8上設(shè)置有用于調(diào)整光波相位的壓電陶瓷移相器，所述接收屏2光軸線與等腰直角三角棱鏡12的膠合面形成的角度為45°。
[0024]在本實(shí)施例中，所述檢測(cè)光源5、激光擴(kuò)束鏡4、起偏器10以及光學(xué)樣板8的光軸線重合，所述接收屏2的光軸線與檢偏器11的光軸線重合，所述接收器2的光軸線和光學(xué)樣板8的光軸線均與等腰直角三棱鏡12的膠合面中心相交。
[0025]在本實(shí)施例中，本實(shí)用新型采用采用偏振干涉的方法，使兩相干光束有近似相等的光強(qiáng)，條紋亮度可以調(diào)節(jié)，能夠抑制雜散光等光學(xué)噪聲的影響，得到對(duì)比度高的干涉條紋，減少后期圖像處理的誤差，提高鏡片檢測(cè)的精度，通過(guò)在光學(xué)樣板8上安裝壓電陶瓷移相器，驅(qū)動(dòng)光學(xué)樣板8使其產(chǎn)生幾分之一波長(zhǎng)量級(jí)的光程變化，使干涉場(chǎng)產(chǎn)生變化的干涉圖樣，通過(guò)對(duì)干涉圖樣的處理，自動(dòng)消除干涉場(chǎng)中的固定噪聲。
[0026]在本實(shí)施例中，本實(shí)用新型采用將起偏器10、檢偏器11、1/4波片7分別膠合在立方棱鏡3的4個(gè)透光面，減少這些光學(xué)元件之間反射產(chǎn)生的雜散光，有效的利用光能，提高干涉條紋的對(duì)比度，并且，這種設(shè)計(jì)有利于減小裝置的體積，使儀器小型化。
[0027]具體實(shí)施過(guò)程:將待檢測(cè)鏡片9放置在組合式偏振分光器I的正右方，從檢測(cè)光源5出射的光束6入射到激光擴(kuò)束鏡4，激光擴(kuò)束鏡4將光束6直徑擴(kuò)大，并調(diào)整為平行光，光束6垂直于組合式偏振分光器I下方的起偏器10入射，在兩個(gè)等腰直角三棱鏡12的膠合面分成兩束光束，其中一束光束透射過(guò)膠合面，以垂直于組合式偏振分光器I上方的1/4波片7方向射向光學(xué)樣板8的基準(zhǔn)面801，經(jīng)反射后沿原光路返回，接著經(jīng)過(guò)等腰直角三棱鏡12的膠合面以垂直于組合式偏振分光器I左方的檢偏器11的方向反射后，射向接收屏2，形成參考波前；另一束光束經(jīng)過(guò)膠合面反射后以垂直于組合式偏振分光器I右方的1/4波片7的方向射向待測(cè)鏡片9的基準(zhǔn)面901，經(jīng)反射后沿原光路返回，接著經(jīng)過(guò)等腰直角三棱鏡12的膠合面以垂直于組合式偏振分光器I左方的檢偏器11的方向射向接收屏2，形成測(cè)試波前。參考波前與測(cè)試波前匯合后形成干涉，沿待測(cè)鏡片9光軸方向前后調(diào)節(jié)待測(cè)鏡片9，在接收屏2處可以觀察到干涉條紋，以此來(lái)檢測(cè)待測(cè)鏡面的面形。
[0028]上列較佳實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種檢測(cè)透鏡面形用組合式偏振分光器檢測(cè)裝置，包括組合式偏振分光器，其特征在于:所述組合式偏振分光器的正下方設(shè)置有激光擴(kuò)束鏡，所述激光擴(kuò)束鏡的正下方設(shè)置有檢測(cè)光源，所述組合式偏振分光器的正上方設(shè)置有光學(xué)樣板，所述組合式偏振分光器的正左方設(shè)置有接收屏。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測(cè)透鏡面形用組合式偏振分光器檢測(cè)裝置，其特征在于:所述組合式偏振分光器包括由兩個(gè)相同的等腰直角三棱鏡膠合而成的立方棱鏡，其中一個(gè)等腰直角三棱鏡的膠合面鍍有偏振分光介質(zhì)膜。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的檢測(cè)透鏡面形用組合式偏振分光器檢測(cè)裝置，其特征在于:所述立方棱鏡的周側(cè)膠合有檢偏器、起偏器和1/4波片，所述檢偏器設(shè)置于立方棱鏡的正左側(cè)，所述起偏器設(shè)置于立方棱鏡的正下側(cè)，所述立方棱鏡的正上側(cè)和正右側(cè)均設(shè)置有1/4波片。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測(cè)透鏡面形用組合式偏振分光器檢測(cè)裝置，其特征在于:所述激光擴(kuò)束鏡包括擴(kuò)束鏡和光束整形鏡，所述擴(kuò)束鏡設(shè)置于激光擴(kuò)束鏡的下部，所述光束整形鏡設(shè)置于激光擴(kuò)束鏡的上部。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的檢測(cè)透鏡面形用組合式偏振分光器檢測(cè)裝置，其特征在于:所述光學(xué)樣板上設(shè)置有用于調(diào)整光波相位的壓電陶瓷移相器，所述接收屏光軸線與等腰直角三棱鏡的膠合面形成的角度為45°。6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的檢測(cè)透鏡面形用組合式偏振分光器檢測(cè)裝置，其特征在于:所述檢測(cè)光源、激光擴(kuò)束鏡、起偏器以及光學(xué)樣板的光軸線重合，所述接收屏的光軸線與檢偏器的光軸線重合，所述接收器的光軸線和光學(xué)樣板的光軸線均與等腰直角三棱鏡的膠合面中心相交。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種檢測(cè)透鏡面形用組合式偏振分光器檢測(cè)裝置，包括組合式偏振分光器，所述組合式偏振分光器正下方設(shè)置有激光擴(kuò)束鏡，所述組合式偏振分光器正上方設(shè)置有光學(xué)樣板，所述組合式偏振分光器正左方設(shè)置有接收屏。本實(shí)用新型采用偏振干涉的方法使兩相干光束有近似相等的光強(qiáng)，可調(diào)的條紋亮度，能抑制雜散光等光學(xué)噪聲的影響，大大提高鏡片檢測(cè)的精度，使用方便。
【IPC分類】G01B11/24
【公開(kāi)號(hào)】CN204705327
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520473771
【發(fā)明人】王敏, 黃德煒, 王芬, 林峰
【申請(qǐng)人】福建師范大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年10月14日
【申請(qǐng)日】2015年6月30日