一种潜望式集成光路的装调方法与流程

1.本技术涉及光学技术领域，具体而言，涉及一种潜望式集成光路的装调方法。


背景技术：

2.随着半导体设备的发展，潜望式集成光路广泛应用于受空间约束限制的无限共轭对准光学系统中。潜望式集成光路中每段光路相对于光轴的倾斜和偏心将直接影响光学系统最终的成像质量和对准精度。
3.在现有的潜望式集成光路的装调方法中，只介绍了关于潜望镜两个镜片角度的装调方法，并未对潜望式集成光路其他镜头组的组合装配进行报道。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本技术的目的在于提供一种潜望式集成光路的装调方法，以指导对潜望式集成光路中所有结构的装调。
5.第一方面，本技术实施例提供一种式集成光路的装调方法，其特征在于，装调方法包括：对中心偏差测量仪的载物台进行校准，以将中心偏差测量仪对应的第一光轴的方向调整至第一预设方向；放置标准反射镜在中心偏差测量仪的预设位置上，通过校准后的中心偏差测量仪调整标准反射镜，以使标准反射镜将第一预设方向的入射光线反射至与第一预设方向垂直的第二预设方向；放置平面反射镜在标准反射镜的一侧，调整平面反射镜，以使平面反射镜将标准反射镜沿第二预设方向反射出的光线，沿第一预设方向反射至中心偏差测量仪的载物台上；在标准反射镜和平面反射镜之间放置物镜，调整物镜，以使物镜将第二预设方向的光线沿原方向透射出去；放置潜望式镜头在物镜的一侧，潜望式镜头包括输入镜片和输出镜片，输入镜片将物镜透射的第二预设方向的入射光线，沿第一预设方向的相反方向反射至输出镜片上；对内调焦自准直仪进行校准，以将内调焦自准直仪对应的第二光轴的方向调整至第二预设方向的相反方向；依次在内调焦自准直仪和潜望式镜头之间放置第一分束棱镜和第二分束棱镜，第一分束棱镜和第二分束棱镜的分束方向相反，调整第一分束棱镜，以使第一分束棱镜将内调焦自准直仪沿第二光轴的方向发出的光线，反射至第一预设方向，以及调整第二分束棱镜，以将潜望镜反射出的沿第二预设方向的光线，反射至第一预设方向；在第一分束棱镜和第二分束棱镜之间放置管镜，调整管镜，以使管镜的光轴的方向与第二预设方向同向；在第一分束棱镜的一侧放置放大镜头，调整放大镜头，以使放大镜头将第一分束棱镜反射出的第一预设方向的光线沿原方向透射出去；将第一分束棱镜替换为与第二分束棱镜分束方向相同的第三分束棱镜。
6.优选地，还包括，在第二分束棱镜的一侧放置照明部件，照明部件用于为第二分束棱镜提供沿第一预设方向相反的光源；在第三分束棱镜的一侧放置第一ccd摄像头，第一ccd摄像头用于捕获待测物经过管镜放大后的成像；在放大镜头的一侧放置第二ccd摄像头，第二ccd摄像头用于捕获待测物经过管镜和放大镜头放大后的成像。
7.优选地，对中心偏差测量仪的载物台进行校准，以调整中心偏差测量仪对应的第
一光轴至第一预设方向的步骤，具体包括：将平镜玻璃设置在中心偏差测量仪的载物台上，调节载物台，以使平镜玻璃与第一光轴之间的垂直度偏差值在第一预设偏差值内。
8.优选地，对内调焦自准直仪进行校准，以将内调焦自准直仪对应的第二光轴的方向调整至第二预设方向的相反方向的步骤，具体包括：将第一分束棱镜设置在内调焦自准直仪的镜头前的预设位置上，且第一分束棱镜设置在内调焦自准直仪和潜望式镜头之间，调节内调焦自准直仪，以使第一分束棱镜与第二光轴之间的垂直度偏差值在第一预设偏差值内。
9.优选地，放置标准反射镜在中心偏差测量仪的预设位置上，通过校准后的中心偏差测量仪调整标准反射镜，以使标准反射镜将第一预设方向的入射光线反射至与第一预设方向垂直的第二预设方向的步骤，具体包括：在标准反射镜的一侧设置基准透镜，基准透镜包括平面和球面；基于基准透镜的平面，调整标准反射镜的倾斜角度，以使基准透镜的光轴方向与第一光轴的方向之间的垂直度偏差值小于第二预设偏差值；基于基准透镜的球面，调整中心偏差测量仪的载物台的平面位置，以使基准透镜的球心的位置与第一光轴的位置之间的距离小于第二预设距离值。
10.优选地，对内调焦自准直仪进行校准，以将内调焦自准直仪对应的第二光轴的方向调整至第二预设方向的相反方向的步骤，还包括：研磨潜望式镜头上用于安装镜片的目标安装凸点，以使基准透镜的光轴的方向和第二光轴的方向之间的垂直度偏差值不大于第三预设偏差值，以及使基准透镜的光轴的位置和第二光轴的位置之间的距离小于第三预设距离值。
11.优选地，调整第一分束棱镜，以使第一分束棱镜将内调焦自准直仪沿第二光轴的方向发出的光线，反射至第一预设方向的步骤，具体包括：调整第一分束棱镜的倾斜角度，以使分束棱镜与第二光轴的之间的垂直度偏差值小于第三预设偏差值。
12.优选地，调整第二分束棱镜，以将潜望镜反射出的沿第二预设方向的光线，反射至第一预设方向的步骤，具体包括：调整第二分束棱镜的倾斜角度，以使分束棱镜与第二光轴之间的垂直度偏差值小于第三预设偏差值。
13.优选地，平面反射镜和物镜分别固定在第一安装板的预设位置上；潜望式镜头、第一分束棱镜、第二分束棱镜、管镜、放大镜头、照明部件、第一ccd摄像头和第二ccd摄像头分别固定在第二安装板的预设位置上；第一安装板和第二安装板分别固定在总安装板的预设位置上。
14.优选地，管镜的放大倍率为4倍，放大镜头的放大倍率为5倍。
15.本技术实施例提供的一种潜望式集成光路的装调方法，将潜望式集成光路分为第一光学组件和第二光学组件，第一光学组件包括平面反射镜和物镜，第一光学组件均设置在第一安装板上，第二光学组件包括潜望式镜头、第一分束棱镜、第二分束棱镜、管镜、放大镜头、照明部件、第一ccd摄像头和第二ccd摄像头，第二光学组件均设置在第二安装板上，第一安装板和第二安装板分别设置在总安装板上，先通过中心偏差测量仪调节第一光学组件之间的光路，在以共同基准通过自调焦自准直仪调节第二光学组件之间的光路，实现了完整的潜望式集成光路的装调。
16.为使本技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
17.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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他相关的附图。
18.图1为本技术实施例所提供的一种潜望式集成光路的平面示意图；
19.图2为本技术实施例所提供的一种与步骤a1对应的光路示意图；
20.图3为本技术实施例所提供的一种与步骤a2对应的光路示意图；
21.图4为本技术实施例所提供的一种与步骤a3对应的光路示意图；
22.图5为本技术实施例所提供的一种与步骤a4对应的光路示意图；
23.图6为本技术实施例所提供的一种与步骤b1和b2对应的光路示意图；
24.图7为本技术实施例所提供的一种基于基准透镜的光路示意图；
25.图8为本技术实施例所提供的一种与步骤b3对应的光路示意图；
26.图9为本技术实施例所提供的一种与步骤b4对应的光路示意图；
27.图10为本技术实施例所提供的一种与步骤b5对应的光路示意图；
28.图11为本技术实施例所提供的一种与步骤b6对应的光路示意图；
29.图12为本技术实施例所提供的一种潜望式镜头的侧视图。
具体实施方式
30.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，应当理解，本技术中的附图仅起到说明和描述的目的，并不用于限定本技术的保护范围。另外，应当理解，示意性的附图并未按实物比例绘制。本技术中使用的流程图示出了根据本技术的一些实施例实现的操作。应当理解，流程图的操作可以不按顺序实现，没有逻辑的上下文关系的步骤可以反转顺序或者同时实施。此外，本领域技术人员在本技术内容的指引下，可以向流程图添加一个或多个其他操作，也可以从流程图中移除一个或多个操作。
31.另外，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的全部其他实施例，都属于本技术保护的范围。
32.随着半导体设备的发展，潜望式集成光路广泛应用于受空间约束限制的无限共轭对准光学系统中。潜望式集成光路中每段光路相对于光轴的倾斜和偏心将直接影响光学系统最终的成像质量和对准精度。
33.在现有的潜望式集成光路的装调方法中，只介绍了关于潜望镜两个镜片角度的装调方法，并未对潜望式集成光路其他镜头组的组合装配进行报道。
34.针对上述问题，本技术实施例提供了一种潜望式集成光路的装调方法方法，下面通过实施例进行描述。
35.为便于对本技术进行理解，下面结合具体实施例对本技术提供的技术方案进行详
细说明。
36.请参阅图1，为本技术实施例提供的一种潜望式集成光路的平面示意图，该潜望式集成光路包括第一光学组件、第二光学组件、第一安装板、第二安装板和总安装板。其中，图1中示出了第一光学组件和第二光学组件。其中，第一光学组件包括平面反射镜2和物镜3，第二光学组件包括潜望式镜头4、第二分束棱镜5、第三分束棱镜8、管镜7、放大镜头9、照明部件6、第一ccd摄像头10和第二ccd摄像头11。待测物可以放置在待测物载物台1上。第一光学组件分别固定在第一安装板的预设位置上，第二光学组件分别固定在第二安装板的预设位置上，第一安装板和第二安装板分别固定在总安装板上。这里需要说明的是，每个光学器件所对应的预设位置以及光学器件之间的位置关系都是事先设计好的，只需要按规则安装即可，但每个光学器件的安装角度是需要精确调整的。
37.下面针对图1中的潜望式集成光路，介绍该潜望式集成光路的装调方法，该方法包括：
38.首先是通过中心偏差测量仪对第一光学组件进行装调的步骤，具体包括：
39.a1：对中心偏差测量仪的载物台14进行校准，以将中心偏差测量仪对应的第一光轴的方向调整至第一预设方向。
40.具体的，将平镜玻璃13设置在中心偏差测量仪的载物台14上，调节载物台14，以使所述平镜玻璃13与所述第一光轴之间的垂直度偏差值在第一预设偏差值内。
41.图2提供了一种与步骤a1对应的光路示意图。如图2所示，这里需要以中心偏差测量仪的载物台14上的平静玻璃为基准，在自准直模式下调节载物台14的角度，使平镜玻璃13与中心偏差测量仪的第一光轴之间的垂直度偏差值不大于1
″
。这里的垂直度偏差值包括rx和ry，其中rx和ry分别指代基准光轴与被测表面之间x轴或y轴之间的倾斜角度。基于中心偏差测量仪的镜头12可以测量垂直度偏差值，并在中心偏差测量仪的显示器上获得垂直度偏差值的具体数值。
42.a2：放置标准反射镜15在中心偏差测量仪的预设位置上，通过校准后的中心偏差测量仪调整标准反射镜15，以使标准反射镜15将第一预设方向的入射光线反射至与第一预设方向垂直的第二预设方向。
43.具体的，在所述标准反射镜15的一侧设置基准透镜16，所述基准透镜16包括平面和球面；基于所述基准透镜16的平面，调整所述标准反射镜15的倾斜角度，以使所述基准透镜16的光轴方向与第一光轴的方向之间的垂直度偏差值小于第二预设偏差值；基于所述基准透镜16的球面，调整所述中心偏差测量仪的载物台14的平面位置，以使所述基准透镜16的球心的位置与第一光轴的位置之间的距离小于第二预设距离值。
44.如图3所示，图3提供了一种与步骤a2对应的光路示意图。其中第一预设偏差值为5
″
，第二预设距离值为5um。这里将标准反射镜15和基准透镜16分别固定在第一安装板上，第一安装板置于中心偏差测量仪的载物台14上。调节标准反射镜15的角度，使基准透镜16平面与第一光轴之间的垂直度偏差值小于5
″
。以基准透镜16的球心像为基准，调节载物台14在水平面的x或y方向平移，使基准透镜16球心像相对于第一光轴的x、y方向上的偏心小于5um。
45.a3：放置平面反射镜2在标准反射镜15的一侧，调整平面反射镜2，以使平面反射镜2将标准反射镜15沿第二预设方向反射出的光线，沿第一预设方向反射至中心偏差测量仪
的载物台14上。
46.具体的，图4提供了一种与步骤a3对应的光路示意图。如图4所示，移除基准透镜16，将平镜玻璃13移动至平面反射镜2下方，调节平面反射镜2的安装角度，使平镜玻璃13对应的水平面与中心偏差测量仪光轴之间的垂直度偏差值小于5
″
。
47.a4：在标准反射镜15和平面反射镜2之间放置物镜3，调整物镜3，以使物镜3将第二预设方向的光线沿原方向透射出去。
48.图5提供了一种与步骤a4对应的光路示意图。如图5所示，安装物镜3到预设位置，以中心偏差测量仪的光轴为基准，调节物镜3的安装位置，使物镜3成像与第一光轴之间的偏心小于5um，且物镜3所对应的水平面与第一光轴之间的垂直度偏差值小于10
″
。其中，物镜3的倾斜姿态可以基于中心偏差测量仪测量物镜3中同一镜片的两个球心像计算得到。
49.分别将平面反射镜2和物镜3的位置在第一安装板上固定好，再将第一安装板固定在总安装板的预设位置上。
50.接着是通过自调焦自准直仪对第二光学组件进行装调的步骤，具体包括：
51.b1：放置潜望式镜头4在物镜3的一侧，潜望式镜头4包括输入镜片和输出镜片，输入镜片将物镜3透射的第二预设方向的入射光线，沿第一预设方向的相反方向反射至输出镜片上。
52.图6提供了一种与步骤b2对应的光路示意图。如图6所示的潜望式镜头的安装位置，这里潜望式镜头4的位置是预先设计好的。可以理解的是，潜望式镜头4可以固定在第二安装板或总安装板上。
53.b2：对内调焦自准直仪18进行校准，以将内调焦自准直仪18对应的第二光轴的方向调整至第二预设方向的相反方向。
54.具体的，将第一分束棱镜17设置在所述内调焦自准直仪18的镜头前的预设位置上，且所述第一分束棱镜17设置在所述内调焦自准直仪18和所述潜望式镜头4之间，调节所述内调焦自准直仪18，以使所述第一分束棱镜17与所述第二光轴之间的垂直度偏差值在第一预设偏差值内。
55.如图6所示，这里先在总安装板外的指定位置固定好内调焦自准直仪18，再安装第一分束棱镜17。以第一分束棱镜17的表面为基准，调节内调焦自准直仪18的光轴与第一分束棱镜17表面的x轴方向上的角度，使内调焦自准直仪18的第二光轴与第一分束棱镜17的表面之间的rx小于1
″
。
56.进一步的，图7提供了一种基于基准透镜的光路示意图。如图7所示，还可以根据需要通过内调焦自准直仪18测量基准透镜16的表面与第二光轴之间的rx小于30
″
。接着以基准透镜16为基准，调节内调焦自准直仪18，以使基准透镜16的表面与第二光轴之间的ry小于10
″
，并使基准透镜16的成像与第二光轴之间的偏心小于10um。
57.图12提供了一种潜望式镜头的侧视图。潜望式镜头4的表面上设置有三个安装凸点44，三个安装凸点44可以按照三角形排列设置位置，安装凸点用于安装镜片42。通过研磨潜望式镜头4上用于安装镜片42的目标安装凸点，以使基准透镜16的光轴的方向和第二光轴的方向之间的垂直度偏差值不大于第三预设偏差值，以及使基准透镜16的光轴的位置和第二光轴的位置之间的距离小于第三预设距离值。
58.这里的潜望式镜头4包括两个镜片，镜片固定在安装凸点上，通过研磨安装凸点可
以改变镜片的角度，从而调节内调焦自准直仪18与基准透镜16之间的ry，从而实现第一光学组件的光路和第二光学组件的光路之间的光轴的对接。
59.b3：依次在内调焦自准直仪18和潜望式镜头4之间放置第一分束棱镜17和第二分束棱镜5，第一分束棱镜17和第二分束棱镜5的分束方向相反，调整第一分束棱镜17，以使第一分束棱镜17将内调焦自准直仪18沿第二光轴的方向发出的光线，反射至第一预设方向，以及调整第二分束棱镜5，以将潜望镜反射出的沿第二预设方向的光线，反射至第一预设方向。
60.其中，调整所述第一分束棱镜17，以使第一分束棱镜17将内调焦自准直仪18沿第二光轴的方向发出的光线，反射至第一预设方向的步骤，具体包括：调整所述第一分束棱镜17的倾斜角度，以使所述分束棱镜与所述第二光轴的之间的垂直度偏差值小于第三预设偏差值。
61.调整第二分束棱镜5，以将潜望镜反射出的沿第二预设方向的光线，反射至第一预设方向的步骤，具体包括：调整第二分束棱镜5的倾斜角度，以使分束棱镜与第二光轴之间的垂直度偏差值小于第三预设偏差值。
62.图8提供了一种与步骤b3对应的光路示意图。如图8所示，以内调焦自准直仪18的第二光轴为基准，依次调节第一分束棱镜17和第二分束棱镜5的安装角度，使第一分束棱镜17和第二分束棱镜5与第二光轴之间的rx和ry均不大于10
″
。
63.b4：在第一分束棱镜17和第二分束棱镜5之间放置管镜7，调整管镜7，以使管镜7的光轴的方向与第二预设方向同向。
64.图9提供了一种与步骤b4对应的光路示意图。如图9所示，选择内调焦自准直仪18的内调节模式，调节管镜7的安装角度，使管镜7的表面与第二光轴之间的rx和ry均不大于30
″
。管镜7的倾斜姿态可以通过内调焦自准直仪18测量管镜7中同一镜片的两个球心像的偏心计算得到。
65.b5：在第一分束棱镜17的一侧放置放大镜头9，调整放大镜头9，以使放大镜头9将第一分束棱镜17反射出的第一预设方向的光线沿原方向透射出去。
66.图10提供了一种与步骤b5对应的光路示意图。如图10所示，选择内调焦自准直仪18的内调节模式，调节放大镜头9的安装角度，使放大镜头9的镜面与第二光轴之间的rx和ry均不大于30
″
。
67.b6：将第一分束棱镜17替换为与第二分束棱镜5分束方向相同的第三分束棱镜8。
68.图11提供了一种与步骤b6对应的光路示意图。如图11所示，首先将第一分束棱镜17拿掉，替换为第三分束棱镜8。并调节第三分束棱镜8，使第三分束棱镜8的表面与第二光轴之间的rx和ry不大于10
″
。
69.最后，通过以下步骤配置照明部件6和ccd摄像头：
70.c1：在第二分束棱镜5的一侧放置照明部件6，照明部件6用于为第二分束棱镜5提供沿第一预设方向相反的光源。
71.c2：在第三分束棱镜8的一侧放置第一ccd摄像头10，第一ccd摄像头10用于捕获待测物经过管镜7放大后的成像。
72.c3：在放大镜头9的一侧放置第二ccd摄像头11，第二ccd摄像头11用于捕获待测物经过管镜7和放大镜头9放大后的成像。
73.其中，照明部件6、第一ccd摄像头10和第二ccd摄像头11之间的位置如图1所示。但需要调节第一ccd摄像头10和第二ccd摄像头11的两个图像中心的偏差不大于5um。
74.本技术实施例提供的潜望式集成光路的装调方法，采用基准透镜16为光路基准，基于中心偏差测量仪对第一光学组件进行校准，基于内调焦自准直仪18对第二光学组件进行校准，并通过潜望式镜头4使第一光学组件和第二光学组件的光路的光轴实现对接，从而实现了潜望式集成光路的完整装调。
75.在本技术的一个实施例中，管镜7的放大倍率为4倍，放大镜头9的放大倍率为5倍。可以理解的是，第一ccd摄像头10可以捕获到放大四倍后的成像，而第二ccd摄像头11则可以捕获到放大二十倍后的成像。
76.所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
77.在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
78.作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
79.另外，在本技术各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
80.功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个处理器可执行的非易失的计算机可读取存储器中。基于这样的理解，本技术的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储器中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本技术各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储器包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(read-only memory，rom)、随机存取存储器(random access memory，ram)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
81.最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本技术的具体实施方式，用以说明本技术的技术方案，而非对其限制，本技术的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应以权利要求的保护范围为准。