双向光路切换装置的制作方法

本实用新型涉及光路切换技术领域，特别涉及一种双向光路切换装置。

背景技术：

随着光学技术的不断发展，双光路或者双波段光学系统越来越的被应用在显微光学系统中。

目前，双光路或者双波段的光路切换形式主要有圆周式切换、直线式切换。其中，圆周式切换机构一般将各分束片固定在一个圆周运动的框架上，通过手动或者驱动电机加减速齿轮副驱动框架，完成光路中的切换。这种切换方式速度快、定位精度高，但结构复杂、外形尺寸较大。直线式切换是指将各分束片固定在直线运动的滑动件上，滑动件通过手动或者电机驱动下在直线导轨上实现光路切换。现有的直线切换方式负载能力大、切换精度高，但切换速度较慢，而且在垂直于光路方向尺寸较大。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种小型化的双向光路切换装置，能同时保证切换精度和切换速度。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种双向光路切换装置，包括：反射-透射镜安装件，包括反射-透射镜安装面，用于可拆卸地安装全反镜、分束片或二向色镜，并能够带动安装于其上的全反镜、分束片或二向色镜沿某轴移动；壳体，用于放置所述反射-透视镜安装件，包括三个设置在壳体壁上的光通道，分别为：一光输入口，用于供光束进入所述双向光路切换装置；一第一光输出口，设置到的位置能够供安装至所述反射-透射镜安装件的全反镜反射的光束通过，还能够供安装至所述反射-透射镜安装件的分束片反射后的光束通过，以及供安装至所述反射-透射镜安装件的二向色镜所反射的光束通过；一第二光输出口，设置到的位置与所述光输入口相对，用于供安装至所述反射-透射镜安装件的全反镜反射的光束通过，还能够供安装至所述反射-透射镜安装件的分束片所折射的光束通过，以及供安装至所述反射-透射镜安装件的二向色镜所透射的光束通过。

可选的，所述反射-透射镜安装面包括至少两个相互平行的斜面，每一斜面用于安装一全反镜、分束片或二向色镜，且所述斜面均朝向所述第一光输出口设置，与所述第一光输出口所在平面之间呈一定夹角。

可选的，所述斜面与所述第一光输出口所在平面之间呈45°夹角，所述第一光输出口所在平面与所述光输入口所在平面垂直。

可选的，所述壳体内设置有导轨，所述反射-透射镜安装件安装至所述导轨，并能沿所述导轨的长度方向运动。

可选的，所述反射-透射镜安装件中的各个斜面沿所述导轨的长度方向运动时，运动状态不同。

可选的，所述导轨的长度方向平行于所述壳体的长度方向。

可选的，所述导轨的长度大于所述反射-透射镜安装件的长度与所述第一光输出口的最大宽度的加和。

可选的，所述光输入口、第一光输出口和第二光输出口的尺寸相同。

本实用新型的双向光路切换装置包括可以沿某轴往复运动的反射-透射镜安装件，且所述反射-透射镜安装件用于可拆卸的安装全反镜、分束片和二向色镜，安装至所述反射-透射镜安装件的全反镜、分束片和二向色镜能够跟随所述反射-透射镜安装件在轴上的运动而处于与三个光通道的不同相对位置，使得从光输入口进入所述双向光路切换装置的光束具有三种不同的投射结果：从第一光输出口出射；从第二光输出口出射，以及同时从第一、第二光输出口出射。

上述双向光路切换装置结构简单，操作步骤也简单：在进行光路切换时，仅需推动所述反射-透射镜安装件在某一轴上来回运动即可，三个光通道与参与反射、透射、分束等过程的全反镜、分束片和二向色镜之间的角度关系都不会发生变化，不需要在光路切换的过程中来回调校，简单方便。

附图说明

图1为本实用新型的一种具体实施方式中双向光路切换装置的结构示意图。

图2为本实用新型的一种具体实施方式中双向光路切换装置的光路出射示意图。

图3为本实用新型的一种具体实施方式中在所述反射-透射镜安装件的斜面安装分束片和全反镜时的位置示意图。

图4为本实用新型的一种具体实施方式中在所述反射-透射镜安装件的斜面安装分束片和全反镜时的位置示意图。

图5为本实用新型的一种具体实施方式中在所述反射-透射镜安装件的斜面安装分束片和全反镜时的位置示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式对本实用新型提出的一种双向光路切换装置进一步详细说明。

请参阅图1和图2，其中图1为本实用新型的一种具体实施方式中双向光路切换装置的结构示意图，图2为本实用新型的一种具体实施方式中双向光路切换装置的光路出射示意图。

在该具体实施方式中，所述的双向光路切换装置包括：反射-透射镜安装件2，包括反射-透射镜安装面，用于可拆卸地安装全反镜、分束片或二向色镜，并能够带动安装于其上的全反镜、分束片或二向色镜沿某轴移动；壳体，用于放置所述反射-透视镜安装件，包括三个设置在壳体壁上的光通道，分别为：一光输入口N1，用于供光束进入所述双向光路切换装置；一第一光输出口N2，设置到的位置能够供安装至所述反射-透射镜安装件2的全反镜反射的光束通过，还能够供安装至所述反射-透射镜安装件2的分束片反射后的光束通过，以及供安装至所述反射-透射镜安装件2的二向色镜所反射的光束通过；一第二光输出口N3，设置到的位置与所述光输入口N1相对，用于供安装至所述反射-透射镜安装件2的全反镜反射的光束通过，还能够供安装至所述反射-透射镜安装件的分束片所折射的光束通过，以及供安装至所述反射-透射镜安装件2的二向色镜所透射的光束通过。

在一种具体实施方式中，所述反射-透射镜安装面包括至少两个相互平行的斜面，每一斜面用于安装一全反镜、分束片或二向色镜，且所述斜面均朝向所述第一光输出口N2设置，与所述第一光输出口N2所在平面之间呈一定夹角。

在图1、2所示的具体实施方式中，所述反射-透射镜安装件2包括两个具有斜面的斜台5。所述分束片、全反镜和二向色镜可拆卸的择二安装到两个具有斜面的斜台5上。两个斜台5的形状相同，均朝向所述第一光束输出口设置，与所述光束输入口、第一光束输出口各呈一定夹角。

实际上，所述反射-透射镜安装件2还可包括更多的斜台5，如3个，此时，可以将所述分束片、全反镜和二向色镜尽数安装到所述反射-透射镜安装件2上。斜台5的数目可根据实际需要进行设置。

在一种具体实施方式中，所述斜面与所述第一光输出口N2所在平面之间呈45°夹角，所述第一光输出口N2所在平面与所述光输入口N1所在平面垂直。在图1、2所示的具体实施方式中，所述壳体为一长方体壳体，所述光输入口N1所在平面和第二光输出口N3所在平面均垂直于述第一光输出口N2所在平面，而所述斜面与所述光输入口N1所在平面和第二光输出口N3所在平面呈45°夹角。实际上，所述壳体也可以为其他形状，只需能够使得所述第一、二光输出口以及所述光输入口N1之间的关系满足所需的出射、入射关系即可。

在图1、2所示的具体实施方式中，所述壳体可进行拆分，分为上壳体1和底壳4，以便于进行全反镜、分束片或二向色镜的拆卸、更换。

在一种具体实施方式中，所述壳体内设置有导轨3，所述反射-透射镜安装件2安装至所述导轨3，并能沿所述导轨3的长度方向运动。

请参阅图1，所述导轨3的长度方向平行于所述壳体的长度方向，所述斜台5沿所述导轨3的长度方向运动时，斜台5上安装的分束片、全反镜或二向色镜与三个光通道之间的角度关系是保持不变的，使得在光路切换的过程中，无需再调校光输入口N1、光输出口之间的位置关系，或者再调校光束的输入角度。

在一种具体实施方式中，所述反射-透射镜安装件2中的各个斜面沿所述导轨3的长度方向运动时，运动状态不同，以此来实现对安装在不同斜面上的分束片、全反镜或二向色镜的位置的控制。

在一种具体实施方式中，所述导轨3的长度大于所述反射-透射镜安装件2的长度与所述第一光输出口N2的最大宽度的加和，以保证通过移动所述反射-透射镜安装件2，能够使所述光输入口N1和第二输出口直接相对。

在一种具体实施方式中，所述光输入口N1、第一光输出口N2和第二光输出口N3的尺寸相同。实际上，也可设置所述第一光输出口N2和第二光输出口N3的尺寸大于光输入口N1的尺寸。

实际上，反射-透射镜安装件2的斜面也可以是通过支撑件来支撑住的，而并非一定要使用所述斜台5。使用支撑件的好处在于，能够节省生产斜台5所需的物料，且由于使用的是支撑件，因此在拆卸或安装所述分束片、全反镜或二向色镜时不会被斜台5挡住分束片、全反镜或二向色镜的背面的视线，便于施力，更加简便。

请同时参阅图1、图2和图3，其中图3为本实用新型的一种具体实施方式中在所述反射-透射镜安装件2的斜面安装分束片7和全反镜6时的位置示意图。在该具体实施方式中，自光输入口N1输入了一束固定强度的光，光轴中心与光输入口N1的中心对准。所述分束片7沿轴移动到所述光输入口N1和所述第二光输出口N3之间，所述分束片7具有一反射后的光束，其入射至所述第一光输出口N2的角度为垂直于所述第一光输出口N2。所述分束片7还具有一分束后的光束，其入射至所述第二光输出口N3的角度为垂直于所述第二光输出口N3。此时，经所述光输入口N1进入至所述双向光路切换装置的光束可分别从所述第一光输出口N2，以及所述第二光输出口N3输出，且光强度比值为1:1。

请同时参阅图1、图2和图4，其中图4为本实用新型的一种具体实施方式中在所述反射-透射镜安装件2的斜面安装分束片7和全反镜6时的位置示意图。在该具体实施方式中，自光输入口N1输入了一束固定强度的光，光轴中心与光输入口N1的中心对准。所述全反镜6沿轴移动到所述光输入口N1和所述第二光输出口N3之间，所述全反镜6全反射的光束入射至所述第一光输出口N2。当所述全反镜6所在的平面为45°时，所述全反镜6全反射的光束入射至所述第一光输出口N2的角度为垂直于所述第一光输出口N2。由于所述全反镜6不透光，自所述光输入口N1入射的光束全数自所述第一光输出口N2出射，所述第二光输出口N3不会有出射光，此时，光强度与自所述光输入口N1入射时的光强度相同。

请同时参阅图1、图2和图5，其中图5为本实用新型的一种具体实施方式中在所述反射-透射镜安装件2的斜面安装分束片7和全反镜6时的位置示意图。在该具体实施方式中，自光输入口N1输入了一束固定强度的光，光轴中心与光输入口N1的中心对准。所述分束片7和全反镜6移开、使所述光输入口N1直接与所述第二光输出口N3相对，自所述光输入口N1入射的光束全数自所述第二光输出口N3出射，所述第一光输出口N2不会有出射光，此时，光强度与自所述光输入口N1入射时的光强度相同。

同样地，若在斜面上安装为二向色镜，则可以实现双波段的光路切换，使所述第一光输出口N2输出自所述光输入口N1输入的光束中第一波段的光，自第二光输出口N3输出自所述光输入口N1输入的光束中第二波段的光，其中第一波段的光是被所述二向色镜反射出去的，第二波段的光是被所述二向色镜透射出去的。自所述第一光输出口N2输出的光强度与原输入光束中第一波段的光的光强度相同，自所述第二光输出口N3输出的光强度与原输入光束中第二波段的光的光强度相同。

实际上，可将所述斜面全部安装上二向色镜，且不同斜面上安装的二向色镜的透射、反射的光的波长不尽相同，以此来实现对不同波段的光的光路切分。

本实用新型的双向光路切换装置包括可以沿某轴往复运动的反射-透射镜安装件，且所述反射-透射镜安装件用于可拆卸的安装全反镜、分束片和二向色镜，安装至所述反射-透射镜安装件的全反镜、分束片和二向色镜能够跟随所述反射-透射镜安装件在轴上的运动而处于与三个光通道的不同相对位置，使得从光输入口进入所述双向光路切换装置的光束具有三种不同的投射结果：从第一光输出口出射；从第二光输出口出射，以及同时从第一、第二光输出口出射。

上述双向光路切换装置结构简单，操作步骤也简单：在进行光路切换时，仅需推动所述反射-透射镜安装件在某一轴上来回运动即可，三个光通道与参与反射、透射、分束等过程的全反镜、分束片和二向色镜之间的角度关系都不会发生变化，不需要在光路切换的过程中来回调校，简单方便。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。