本实用新型涉及一种白光干涉物镜。
背景技术:
现有的白光干涉物镜,有mirau型以及迈克尔逊型,结构紧凑,但是存在以下不足:
1.mirau型白光干涉物镜结构紧凑,中心部分有遮挡,对图像的清晰度有一定影响。
2.mirau型白光干涉物镜在配合显微镜目视情况下只能在目镜中心一定的范围内观察到干涉条纹,不能够使视场得到有效利用。
3.mirau型白光干涉物镜,工作距离短,一般几个毫米。不利于实现对表面形貌起伏太大或者台阶高度更大的产品进行检测。
4.mirau型白光干涉物镜生产以及装配要求高,成本高。一直以来只有从国外进口。
5.迈克尔逊型白光干涉物镜,干涉单元置于物镜与被测表面之间,工作距离小最长只有不到物镜工作距离的一半。分光镜和被测表面之间没有防尘功能,除尘维护难度大。
6.迈克尔逊型白光干涉物镜,最大放大倍数5倍以下,不适合做到更高的倍数。
技术实现要素:
本实用新型主要解决的技术问题是提供一种白光干涉物镜,采用完全内置设计且置于物镜后端的棱镜以及采用双物镜长工作距离的模块化结构,实现视场范围的明显扩大,镜面污染的有效杜绝,生产成本的显著降低。
为解决上述技术问题,本实用新型采用的一个技术方案是:提供一种白光干涉物镜,包括显微镜物镜接口、分光镜壳、棱镜、第一基准面、第二基准面、第一显微镜物镜、第二显微镜物镜、参考臂外壳、底座、安装座以及标准镜,所述显微镜物镜接口与分光镜连接,所述分光镜包含分光镜壳和棱镜,所述棱镜设置于分光镜壳内,所述棱镜的入光面斜向面对显微镜物镜接口,所述分光镜壳的底面设置为第一基准面,所述分光镜壳的一侧面设置为第二基准面,所述第一基准面沿竖直向下方向固定安装有第一显微镜物镜,所述第二基准面沿水平方向安装有第二显微镜物镜,所述第二显微镜物镜外套接参考臂外壳,所述参考臂外壳端部设置底座,所述底座向内固定有安装座,所述安装座头部设置标准镜,所述标准镜正对第二显微镜物镜。
在本实用新型一个较佳实施例中,所述第一显微镜物镜、第二显微镜物镜、参考臂外壳分别与所述分光镜壳以螺纹方式模块化连接。
在本实用新型一个较佳实施例中,所述棱镜与显微镜物镜接口入光角度设置为45度。
本实用新型的有益效果是:本实用新型提供的一种白光干涉物镜,采用完全内置设计且置于物镜后端的棱镜以及采用双物镜长工作距离的模块化结构,实现视场范围的明显扩大,镜面污染的有效杜绝,生产成本的显著降低。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其它的附图,其中:
图1是本实用新型一种白光干涉物镜的一较佳实施例的结构图。
具体实施方式
下面将对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本实用新型保护的范围。
如图1所示,本实用新型实施例包括:
一种白光干涉物镜,包括显微镜物镜接口1、分光镜壳2、棱镜3、第一基准面4、第二基准面5、第一显微镜物镜6、第二显微镜物镜7、参考臂外壳8、底座9、安装座10以及标准镜11,所述显微镜物镜接口1与分光镜连接,所述分光镜包含分光镜壳2和棱镜3,所述棱镜3设置于分光镜壳2内,所述棱镜3的入光面斜向面对显微镜物镜接口1,所述分光镜壳2的底面设置为第一基准面4,所述分光镜壳2的一侧面设置为第二基准面5,所述第一基准面4沿竖直向下方向固定安装有第一显微镜物镜6,所述第二基准面5沿水平方向安装有第二显微镜物镜7,所述第二显微镜物镜7外套接参考臂外壳8,所述参考臂外壳8端部设置底座9,所述底座9向内固定有安装座10,所述安装座10头部设置标准镜11,所述标准镜11正对第二显微镜物镜7。
其中,所述第一显微镜物镜6、第二显微镜物镜7、参考臂外壳8分别与所述分光镜壳2以螺纹方式模块化连接。
进一步的,所述棱镜3与显微镜物镜接口1入光角度设置为45度。
设计原理:
该设计的工作过程:
白光干涉物镜通过接口安装到光学系统中(接口采用标准的显微镜物镜接口1),光束进入到本设计物镜后经过分光棱镜3,分成两束光,其中一束光通过物镜,聚焦到被检测样品的表面然后反射,再经过显微物镜后原路返回到光学系统光路中;通过分光镜分光的另一束光以90°方向经过显微物镜后汇聚到标准镜11,经过标准镜11反射后,再经过显微物镜返回到分光棱镜3,分光棱镜3将该反射回来的光束以90度的方向反射到光路中。从而实现了经过分光棱镜3分光后的两束光,经过显微物镜,和显微物镜,经过反射最终原路返回的两束光又重合为。通过调整标准镜11安装左的螺纹,调节标准镜11到参考物镜的工作位置之间的距离。当两束光光程差小于0.8um时,白光干涉条纹就可以看到。
这种设计不需要单独去设计一种物镜,使用现有的可以购买到的物镜,只要满足两只物镜参数完全相同,就可以利用该设计的方法制造出白光干涉物镜。并且在不损失图像清晰度的情况下,获得最清晰的白光干涉条纹。
显微物镜和显微物镜是完全相同的两个显微物镜。显微物镜通过标准的螺纹口安装在分光器外壳底部。接口和分光器外壳通过螺丝固定在一起,分光棱镜3安装在接口嵌入外壳的部分的安装平台上。分光棱镜3的中心到两个物镜的安装基准面距离相等。显微物镜通过标准的螺纹口安装在分光器外壳的右侧,显微物镜拆掉物镜外壳后会露出和外壳连接的螺纹,显微物镜通过螺纹和参考臂外壳8相连接。标准镜11通过粘合安装在标准镜11安装座10上,标准面刚好置于参考物镜的工作位置处(到显微物镜安装基准面距离为45mm)。标准镜11安装座10通过螺纹安装在参考臂底座9上。参考臂底座9通过螺纹安装在参考臂外壳8上。这样的设计结构从原理上保证在该物镜在使用时,参考臂和测量臂的光程差相等。
有益效果:
1.物镜选用使用显微镜物镜即可,不需要整体设计。降低了生产成本,和生产周期。
2.模块的设计,只需要选定好需要的显微物镜,通过该设计就可以制造出一款白光干涉物镜。
3.采用物镜后段分光设计,物镜的和实际选用的显微物镜工作距离相同。可以检测表面轮廓起伏大的样品,可检测的最大台阶高度和选用的显微物镜的工作距离相等。
4.采用同型号双物镜设计,可以获得更清晰的表面显微图像,以及清晰的白光干涉条纹。配合显微镜,通过目视观察可以在整个视场范围内观察到干涉条纹。
5.分光器位于测量物镜后端,整体设计,在实际使用中,分光器不会裸露在外,即使使用环境中会造成污染,也只会是造成用于测量的物镜表面脏污,清理比较容易。
综上所述,本实用新型提供了一种白光干涉物镜,采用完全内置设计且置于物镜后端的棱镜3以及采用双物镜长工作距离的模块化结构,实现视场范围的明显扩大,镜面污染的有效杜绝,生产成本的显著降低。
以上所述仅为本实用新型的实施例,并非因此限制本实用新型的专利范围,凡是利用本实用新型说明书内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其它相关的技术领域,均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。