基于组合透镜法的光栅尺三探头焦距测量装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于光学精密测量技术领域，设及一种基于组合透镜法测试焦距的测 量装置，尤其设及一种采用了光栅尺=探头结构的基于组合透镜法测试焦距的测量装置。
【背景技术】
[0002] 焦距是透镜类光学元件的一项非常重要的指标，对焦距测量的准确度直接关系到 整个光学系统的性能。随着高功率激光技术等大型光学系统的发展，对长焦距透镜的需求 W及测量精度的要求越来越高。目前，常用的焦距检测方法有：物距像距法、自准直法、全息 法、精密测角法、莫尔条纹法、朗奇光栅泰伯效应法、组合透镜法等。但对于长焦透镜焦距测 量，为了得到高测量精度，必须尽可能的控制空气扰动及振动等环境因素，而上述大多数方 法因具有过长空间测量距离而不能满足测量要求。
[0003] 基于朗奇光栅泰伯效应的长焦距测量技术是近期发展起来的一种新兴技术，已经 成功应用于长焦透镜的加工检测。但其测量口径小，不能测量全口径，而且透镜自身的像差 严重影响不同位置的测量结果。组合透镜法也是一种常用的透镜长焦距检测方法，其利用 标准球面透镜和待测透镜组合，可极大缩短透镜的空间测量长度，避免环境干扰，而且可W 做到全口径检测。
[0004] 如申请号为200810226966. 1的发明专利就公开了一种差动共焦组合超长焦距测 量方法与装置，该测量方法首先通过差动共焦定焦原理分别确定参考透镜焦点和被测透镜 与参考透镜组合的焦点位置，然后测量两焦点间的距离和两透镜的间距，代入公式计算被 测透镜的焦距值，同时测量过程中还可W通过光瞳滤波技术提高焦距测量灵敏度。该测量 装置包括光源、分光系统、参考透镜、反射镜、差动共焦定焦系统；其中分光系统、参考透镜 和反射镜依次放在光源出射光线方向，差动共焦定焦系统放置在分光系统的反射方向，反 射镜与分光系统将光束反射至差动共焦定焦系统，并配合差动共焦定焦系统实现焦点位置 a与焦点位置b的定焦。该发明虽融合了差动共焦定焦原理与组合透镜法，可用于超长焦距 透镜的检测与光学系统装配过程中的高精度焦距测量。但是，采用该发明专利中的测量方 法及测量装置进行焦距的测量时，与现有的焦距测量方法与测量装置一样，均需要知道标 准（或参考）透镜的焦距、标准（或参考）透镜的顶点与待测透镜的顶点之间的距离等参 数，将运些参数代入对应的公式中得出待测透镜的焦距。然而，标准（或参考）透镜的焦距 在进行测量时本身就存在测量误差，在测量标准（或参考）透镜的顶点与待测透镜的顶点 之间的距离时通常是进行直接测量，很难精确测量量透镜的顶点之间的距离，因而通过运 些参数导入对应公式计算焦距时，由于引入了标准（或参考）透镜的焦距、标准（或参考） 透镜的顶点与待测透镜的顶点之间的距离等参数的误差，且误差还较大，因而无法满足高 精度的焦距测量的要求。 【实用新型内容】 阳0化]本实用新型的发明目的在于：针对现有技术存在的问题，提供一种基于组合透镜 法的光栅尺=探头焦距测量装置，将常规组合透镜方法中两透镜顶点之间的距离检测转换 为标准透镜移动距离的检测，利用干设条纹和光栅尺探头准确定位标准透镜W及组合透镜 的焦点位置，从而简化了测量方法，可实现在标准透镜参数未尽知的情况下焦距的测量，提 高对待测透镜的焦距的测量精度。
[0006] 为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：
[0007] 一种基于组合透镜法的光栅尺=探头焦距测量装置，包括干设仪系统和光栅尺， 所述光栅尺上沿光栅尺的长度方向依次设置有第一支架、第二支架和第=支架，所述第一 支架、第二支架和第=支架可分别单独沿光栅尺的长度方向移动；所述第一支架的连接端、 自由端分别连接有第一探头、标准透镜，所述第二支架的连接端、自由端分别连接有第二探 头、待测透镜，所述第=支架的连接端、自由端分别连接有第=探头、平面反射镜；所述干设 仪系统出射的准直激光依次经标准透镜、待测透镜后聚焦在平面反射镜上，并在平面反射 镜上产生反射形成反射激光，反射激光依次经待测透镜、标准透镜后进入干设仪系统。
[0008] 作为本实用新型的优选方案，所述干设仪系统为斐索干设仪系统、迈克尔逊干设 仪系统或泰曼格林干设仪系统。
[0009] 作为本实用新型的优选方案，所述干设仪系统为斐索干设仪系统，所述斐索干设 仪系统包括激光器、显微物镜、分束器、透镜、CCD探测器和准直透镜；所述激光器出射的激 光经显微物镜后入射至分束器并有分束器分成参考激光和测量激光，所述参考激光经透镜 后入射至CCD探测器；所述测量激光经准直透镜后形成准直激光，透过标准透镜、待测透镜 后经平面反射镜反射的激光经准直透镜后入射至分束器并在分束器上产生反射形成再反 射激光，所述再反射激光经透镜后入射至CCD探测器。
[0010] 综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：
[0011] 本实用新型的检测装置中，标准透镜、待测透镜和平面反射镜依次沿光路设置，采 用该检测装置进行检测时，将传统方法中"测量标准透镜的顶点与待测透镜的顶点之间的 距离"更改为"测量标准透镜的移动距离"，因而可在标准透镜的相关参数未知的情况下进 行待测透镜的焦距，有效避免了因引入标准透镜的参数的误差造成的待测透镜的焦距的测 量误差，提高待测透镜的焦距的测量精度；该检测装置中设置有光栅尺，光栅尺上的探头记 录并读出对应透镜或平面镜所在的位置，并通过光栅尺可准确计量透镜与透镜之间、透镜 与反射镜之间的间距，有效避免或减少因直接测量透镜与透镜之间、透镜与反射镜之间的 间距造成的待测透镜的焦距的测量误差，提高待测透镜的焦距的测量精度；此外，该检测装 置通过利用干设条纹和光栅尺探头准确定位标准透镜W及组合透镜焦点位置，减小了球差 的影响，且能极大缩短透镜的空间测量长度，实现大口径近轴焦距检测。
【附图说明】
[0012] 图1为本实用新型的结构示意图；
[0013] 图2为本实用新型中另一实施例的结构示意图；
[0014] 其中，附图标记为：1一干设仪系统、2-光栅尺、3-第一探头、4-标准透镜、5-第 二探头、6-待测透镜、7-第=探头、8-平面反射镜、11-激光器、12-显微物镜、13-分束 器、14-透镜、15-CCD探测器、16-准直透镜、21-第一支架、22-第二支架、23-第S支 架。
【具体实施方式】
[0015] 下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。
[0016] 为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，W下结合附图及实施 例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用W解释本 实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0017] 实施例1
[0018] 一种基于组合透镜法的光栅尺=探头焦距测量装置，该测量装置通过组合透镜法 测量待测透镜的焦距。
[0019] 该测量装置包括干设仪系统1和光栅尺2。该干设仪系统1可选用斐索干设仪系 统1、迈克尔逊干设仪系统1或泰曼格林干设仪系统1。光栅尺2上设置有第一支架21、第 二支架22和第=支架23,第一支架21、第二支架22和第=支架23沿光栅尺2的长度方向 依次设置，且该第一支架21、第二支架22和第=支架23均可分别单独在光栅尺2上沿光栅 尺2的长度方向移动。该第一支架21的连接端连接在光栅尺2上，且该第一支架21的连 接端设置有第一探头3 ;第一支架21的另一端为自由端，且该自由端上设置有标准透镜4， 第一探头3和标准透镜4均可随第一支架21 -起沿光栅尺2的长度方向移动。该第二支 架22的连接端连接在光栅尺2上，且该第二支架22的连接端设置有第二探头5 ;第二支架 22的另一端为自由端，且该自由端上设置有待测透镜6,第二探头5和待测透镜6均可随第 二支架22 -起沿光栅尺2的长度方向移动。该第=支架23的连接端连接在光栅尺2上， 且该第S支架23的连接端设置有第S探头7 ;第S支架23的另一端为自由端，且该自由端 上设置有平面反射镜8,第=探头7和平面反射镜8均可随第=支架23 -起沿光栅尺2的 长度方向移动。
[0020] 干设仪系统1出射的准直激光依次经标准透镜4、待测透镜6后聚焦在平面反射 镜8上，并在平面反射镜8上产生反射形成反射激光，反射激光依次经待测透镜6、标准透 镜4后进入干