一种检测透镜面形用组合式偏振分光器检测装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及用偏振相干技术检测面型偏差技术领域，特别适用于无损检验球面镜片曲率半径偏差、象散偏差、局部偏差的检测，是一种检测透镜面形用组合式偏振分光器检测装置。
【背景技术】
[0002]目前，检验抛光后的光学零件面形偏差通常采用光学样板或干涉仪检测，检验方法都是根据光的干涉原理，在光学车间检验光学零件的面形偏差，常用的方法有干涉图样法和阴影法。干涉图样法可分为接触法(即样板法)和非接触法(即干涉仪法)。
[0003]在光学车间光学镜片面形偏差检测通常采用光学样板法，而镜片下盘后出厂前的终检采用干涉仪检测法。二者都是根据光的干涉原理，通过观察到的干涉条纹的数目、形状、变化状态和颜色来确定镜片的面形偏差。样板法检测需要将待测镜片和光学样板直接接触，加压观察，这种检测方法不仅对镜片的表面光洁度造成一定程度的破坏，多次测量还会使光学样板磨损，给测量结果带来误差，造成反复返工甚至报废、大大降低了生产效率、增加了生产成本。干涉仪(以美国zego为例)属于非接触无损检测，测量精度高，但价格昂贵，而且测量范围受到标准镜头相关孔径的限制，需要多种规格的标准镜头，并且需要一定长度的导轨来实现基准面的球心从待测透镜的球面顶点移动到与被测面的球心重合，通过测量移动的距离获得待测透镜的曲率半径。干涉图不能反映曲率半径相对名义值的偏差，不适用于车间的在线检测。
[0004]专利申请号CN201010550796 “透镜面形偏差检测装置及其方法”公开了一种小型球面干涉仪，该干涉仪使用两个完全相同的等边直角棱镜胶合而成的分光棱镜(结合面镀有半反半透膜)，将检测光束分成透射和反射两束光，分别照射在待测镜片和光学样板上反射在接收屏上形成干涉条纹，它用于无损检验球面镜片偏差。但这种方法无法消除光源的亮斑和杂散光，采集到的干涉条纹对比度较差；且用平行光作为检测光，要求检测装置各光学元件口径较大，且光能利用率较低，产生的背景噪声较大，严重影响图像质量，使后期图像处理的误差变大。
[0005]发明专利200310122011.9 “改进型迈克尔逊干涉仪”公开了一种分光器，该分光器是由两片完全相同的等边直角棱镜胶合而成的分光棱镜，且在胶合面上镀有一层半透半反膜，它可以实现光束的透镜和反射。它用于波长的测定，未应用到透镜的面形偏差检测。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型的目的是针对以上不足之处，提供了一种能抑制杂散光等光学噪声的影响，提高镜片检测的精度的一种检测透镜面形用组合式偏振分光器检测装置。
[0007]本实用新型解决技术问题所采用的方案是，一种检测透镜面形用组合式偏振分光器检测装置，包括组合式偏振分光器，所述组合式偏振分光器的正下方设置有激光扩束镜，所述激光扩束镜的正下方设置有检测光源，所述组合式偏振分光器的正上方设置有光学样板，所述组合式偏振分光器的正左方设置有接收屏。
[0008]进一步的，所述组合式偏振分光器包括由两个相同的等腰直角三棱镜胶合而成的立方棱镜，其中一个等腰直角三棱镜的胶合面镀有偏振分光介质膜。
[0009]进一步的，所述立方棱镜的周侧胶合有检偏器、起偏器和1/4波片，所述检偏器设置于立方棱镜的正左侧，所述起偏器设置于立方棱镜的正下侧，所述立方棱镜的正上侧和正右侧均设置有1/4波片。
[0010]进一步的，所述光学样板上设置有用于调整光波相位的压电陶瓷移相器，所述接收屏光轴线与等腰直角三棱镜的胶合面形成的角度为45°。
[0011]进一步的，所述检测光源、激光扩束镜、起偏器以及光学样板的光轴线重合，所述接收屏的光轴线与检偏器的光轴线重合，所述接收器的光轴线和光学样板的光轴线均与等腰直角三棱镜的胶合面中心相交。
[0012]与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果:本实用新型采用偏振干涉的方法使两相干光束有近似相等的光强，可调的条纹亮度，能实现抑制杂散光等光学噪声的影响，大大提高镜片检测的精度，使用方便。
【附图说明】
[0013]下面结合附图对本实用新型做进一步说明。
[0014]图1为本实用新型的光路原理不意图。
[0015]图2为本实用新型的组合式偏振分光器构造示意图。
[0016]图中:
[0017]1-组合式偏振分光器，2-接收屏，3-立方棱镜，4-激光扩束镜，5-检测光源，6-光束，7-1/4波片，8-光学样板，801-光学样板的基准面，9-待测镜片，901-待测镜片的基准面，10-起偏器，11-检偏器，12-等腰直角三棱镜。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型做进一步说明。
[0019]如图1?2所示，一种检测透镜面形用组合式偏振分光器检测装置，包括组合式偏振分光器I，所述组合式偏振分光器I的正下方设置有激光扩束镜4，所述激光扩束镜4的正下方设置有检测光源5，所述组合式偏振分光器I的正上方设置有光学样板8，所述组合式偏振分光器I的正左方设置有接收屏2。
[0020]在本实施例中，所述组合式偏振分光器I包括由两个相同的等腰直角三棱镜12胶合而成的立方棱镜3，其中一个等腰直角三棱镜12的胶合面均镀有偏振分光介质膜。
[0021]在本实施例中，所述立方棱镜3的周侧胶合有检偏器11、起偏器10和1/4波片7，所述检偏器11设置于立方棱镜3的正左侧，所述起偏器10设置于立方棱镜3的正下侧，所述立方棱镜3的正上侧和正右侧均设置有1/4波片7。
[0022]在本实施例中，所述激光扩束镜4包括扩束镜和光束整形镜，所述扩束镜设置于激光扩束镜4的下部，所述光束整形镜设置于激光扩束镜4的上部。
[0023]在本实施例中，所述光学样板8上设置有用于调整光波相位的压电陶瓷移相器，所述接收屏2光轴线与等腰直角三角棱镜12的胶合面形成的角度为45°。
[0024]在本实施例中，所述检测光源5、激光扩束镜4、起偏器10以及光学样板8的光轴线重合，所述接收屏2的光轴线与检偏器11的光轴线重合，所述接收器2的光轴线和光学样板8的光轴线均与等腰直角三棱镜12的胶合面中心相交。
[0025]在本实施例中，本实用新型采用采用偏振干涉的方法，使两相干光束有近似相等的光强，条纹亮度可以调节，能够抑制杂散光等光学噪声的影响，得到对比度高的干涉条纹，减少后期图像处理的误差，提高镜片检测的精度，通过在光学样板8上安装压电陶瓷移相器，驱动光学样板8使其产生几分之一波长量级的光程变化，使干涉场产生变化的干涉图样，通过对干涉图样的处理，自动消除干涉场中的固定噪声。
[0026]在本实施例中，本实用新型采用将起偏器10、检偏器11、1/4波片7分别胶合在立方棱镜3的4个透光面，减少这些光学元件之间反射产生的杂散光，有效的利用光能，提高干涉条纹的对比度，并且，这种设计有利于减小装置的体积，使仪器小型化。
[0027]具体实施过程:将待检测镜片9放置在组合式偏振分光器I的正右方，从检测光源5出射的光束6入射到激光扩束镜4，激光扩束镜4将光束6直径扩大，并调整为平行光，光束6垂直于组合式偏振分光器I下方的起偏器10入射，在两个等腰直角三棱镜12的胶合面分成两束光束，其中一束光束透射过胶合面，以垂直于组合式偏振分光器I上方的1/4波片7方向射向光学样板8的基准面801，经反射后沿原光路返回，接着经过等腰直角三棱镜12的胶合面以垂直于组合式偏振分光器I左方的检偏器11的方向反射后，射向接收屏2，形成参考波前；另一束光束经过胶合面反射后以垂直于组合式偏振分光器I右方的1/4波片7的方向射向待测镜片9的基准面901，经反射后沿原光路返回，接着经过等腰直角三棱镜12的胶合面以垂直于组合式偏振分光器I左方的检偏器11的方向射向接收屏2，形成测试波前。参考波前与测试波前汇合后形成干涉，沿待测镜片9光轴方向前后调节待测镜片9，在接收屏2处可以观察到干涉条纹，以此来检测待测镜面的面形。
[0028]上列较佳实施例，对本实用新型的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种检测透镜面形用组合式偏振分光器检测装置，包括组合式偏振分光器，其特征在于:所述组合式偏振分光器的正下方设置有激光扩束镜，所述激光扩束镜的正下方设置有检测光源，所述组合式偏振分光器的正上方设置有光学样板，所述组合式偏振分光器的正左方设置有接收屏。2.根据权利要求1所述的检测透镜面形用组合式偏振分光器检测装置，其特征在于:所述组合式偏振分光器包括由两个相同的等腰直角三棱镜胶合而成的立方棱镜，其中一个等腰直角三棱镜的胶合面镀有偏振分光介质膜。3.根据权利要求2所述的检测透镜面形用组合式偏振分光器检测装置，其特征在于:所述立方棱镜的周侧胶合有检偏器、起偏器和1/4波片，所述检偏器设置于立方棱镜的正左侧，所述起偏器设置于立方棱镜的正下侧，所述立方棱镜的正上侧和正右侧均设置有1/4波片。4.根据权利要求1所述的检测透镜面形用组合式偏振分光器检测装置，其特征在于:所述激光扩束镜包括扩束镜和光束整形镜，所述扩束镜设置于激光扩束镜的下部，所述光束整形镜设置于激光扩束镜的上部。5.根据权利要求2所述的检测透镜面形用组合式偏振分光器检测装置，其特征在于:所述光学样板上设置有用于调整光波相位的压电陶瓷移相器，所述接收屏光轴线与等腰直角三棱镜的胶合面形成的角度为45°。6.根据权利要求3所述的检测透镜面形用组合式偏振分光器检测装置，其特征在于:所述检测光源、激光扩束镜、起偏器以及光学样板的光轴线重合，所述接收屏的光轴线与检偏器的光轴线重合，所述接收器的光轴线和光学样板的光轴线均与等腰直角三棱镜的胶合面中心相交。
【专利摘要】本实用新型涉及一种检测透镜面形用组合式偏振分光器检测装置，包括组合式偏振分光器，所述组合式偏振分光器正下方设置有激光扩束镜，所述组合式偏振分光器正上方设置有光学样板，所述组合式偏振分光器正左方设置有接收屏。本实用新型采用偏振干涉的方法使两相干光束有近似相等的光强，可调的条纹亮度，能抑制杂散光等光学噪声的影响，大大提高镜片检测的精度，使用方便。
【IPC分类】G01B11/24
【公开号】CN204705327
【申请号】CN201520473771
【发明人】王敏, 黄德炜, 王芬, 林峰
【申请人】福建师范大学
【公开日】2015年10月14日
【申请日】2015年6月30日