一种微米级光学狭缝多轴调节装置的制作方法

本发明涉及光学设备，特别涉及一种微米级光学狭缝多轴调节装置。

背景技术：

1、光学狭缝按功能区分，又可分为出射入射和中间狭缝。出射入射和中间狭缝是光谱仪的重要部分。入射、出射狭缝的主要功能是控制仪器分辨率，中间狭缝主要是用来抑制杂散光。

2、通常光学狭缝的宽度都非常小，范围在5um-200um之间，而一般加工件的加工精度也才10-50um，所以想靠加工精度来保证光学狭缝的位置很困难。由于位置的精度不够，往往会带来分辨率或者光原强度的损失。而现阶段光学狭缝，一般都是在显微镜下，通过人手工调节好，然后上uv胶固定的，不仅仅耗时，而且精度全靠个人手感，很难批量生产。而光源通过柱透镜后，出来的光线一般都是线光源，如果光学狭缝的角度和平面定位精度位置不对，会遮挡住一部分光线，带来能量和视场范围的损失，使成像时图像不清晰，图像信息缺失。

3、现有的透镜套筒固定支架，只能调节高度方向的的位移，而无法同时调节俯仰偏转和高度方向。由于加工件尺寸越大，加工公差越大，同时多个零件的累积公差也会变大。在系统光路比较长的情况下，为了保证系统光路的准直性，只进行普通的高度方向调节是不够的。现有方案是在多个零件之间通过导向轴进行笼式连接，由于加工件重量和定位孔的位置公差的影响，光路仍会有一定的角度偏移和高度偏差，同时光学平台自身桌面的平面度也会随加工面积越大，加工精度越低，偏差越大，带来的俯仰偏转误差就越大。在长光路的情况下，高度h=长度l*tan；加工角度误差，高度偏差会随着长度增长而增加，所以同时精确进行俯仰偏转和高度方向的调节是有必要的；

4、现有的一般都是在显微镜下，通过人手工调节好，然后上uv胶固定的。把装有光学镜片的透镜套筒放入透镜套筒滑环里面，然后螺丝锁紧。透镜套筒滑环和接杆支架通过螺纹连接，接杆支架放入安装基座中，通过锁紧螺丝锁紧，安装基座提供一个高度方向的导向作用。最后通过压块压紧安装基座，使其固定在光学平台上。

5、现有装置存在以下问题：

6、1、耗时，而且精度全靠个人手感，很难批量生产；

7、2、国内外没有可以同时调节光学狭缝x/y轴和角度的装置。国内外的调节装置都是分开的，要么只能高精度调节x/y轴，要么只能高精度调节角度，或者通过螺纹连接件把两个设备安装在一起，达到同时调节x/y轴和角度的效果，这样的话，结构不够紧凑，占得空间比较大。

8、3、国内市场和专利上没有可以直接安装在透镜套筒上的高精度角度调节装置，这样导致很多镜片或者类似于光学狭缝之类有特殊角度要求的，只能通过人工的方式进行装配后，用uv胶固定，对个人技术要求很高，耗时，如果零件上uv胶松动后，重新装调角度也会特别麻烦，一般要好几天。

9、4、现有的透镜套筒固定支架，只能凭借工人手感调节高度方向的的位移，而无法同时精确调节俯仰偏转和高度方向。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种微米级光学狭缝多轴调节装置，以克服现有技术中的不足。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、本申请公开了一种微米级光学狭缝多轴调节装置，包括轴向位移调节装置、光学狭缝和角度旋转装置；所述轴向位移调节装置的中部设有轴向调节组件，所述轴向调节组件的中部设有用于光路通过的通孔，所述轴向调节组件的前端连接所述光学狭缝；所述轴向位移调节装置的后端连接所述角度旋转装置，所述角度旋转装置的中部设有微调旋转组件，所述角度旋转装置的上方设有角度调节组件，所述角度调节组件与所述微调旋转组件之间相连接，用于调整微调旋转组件的旋转角度；所述微调旋转组件的中部设有用于安装标准透镜套筒的内孔。

4、作为优选，所述轴向位移调节装置包括主体框架、x轴调节旋钮和y轴调节旋钮，所述主体框架的中部设有用于安装轴向调节组件的活动槽，所述轴向调节组件包括滑块、x轴导向块、y轴导向块和压缩弹簧；所述x轴调节旋钮的工作端水平穿过所述主体框架后与滑块接触，所述滑块远离x轴调节旋钮的一侧设有x轴导向块，所述x轴导向块与活动槽的内壁之间设有压缩弹簧；所述y轴调节旋钮的工作端竖直穿过所述主体框架后与滑块接触，所述滑块远离y轴调节旋钮的一侧设有y轴导向块，所述y轴导向块与活动槽的内壁之间设有压缩弹簧。

5、作为优选，所述x轴调节旋钮、y轴调节旋钮与主体框架之间设有锁紧螺母一。

6、作为优选，所述轴向调节组件的前端设有光学狭缝连接件，所述光学狭缝连接件上设有光学狭缝，所述光学狭缝包括狭缝片和狭缝基座，所述狭缝基座上固定有狭缝片，所述狭缝基座固定于所述光学狭缝连接件上，所述狭缝片的狭缝位置与所述狭缝基座、光学狭缝连接件上丝印的刻度线一致。

7、作为优选，所述狭缝片与狭缝基座之间通过胶水固定连接，所述狭缝基座与光学狭缝连接件之间通过胶水固定连接，所述光学狭缝连接件与轴向调节组件之间通过螺栓固定连接。

8、作为优选，所述角度旋转装置包括角度微调框架，所述角度微调框架的中部设有用于安装微调旋转组件的中心孔；所述角度调节组件包括弹簧连接件、弹簧连接螺丝、拉力弹簧和微调螺纹副；所述微调旋转组件上安装有弹簧连接件，所述角度微调框架上设有弹簧连接螺丝，所述拉力弹簧的两端分别与弹簧连接件、弹簧连接螺丝相连接，所述弹簧连接件的一端与微调螺纹副相连接，所述微调螺纹副与角度微调框架之间设有锁紧螺母二；所述角度微调框架的侧面设有用于锁紧微调旋转组件的角度锁紧螺丝。

9、作为优选，所述微调旋转组件中部的内孔上设有固定支撑架，所述固定支撑架的中部设有用于安装标准透镜套筒的安装孔，所述固定支撑架的侧壁上设有若干个用于紧固标准透镜套筒的pom头紧定螺丝。

10、作为优选，所述固定支撑架与微调旋转组件连接的一端设有环形内凹槽，所述微调旋转组件的侧面设有导向锁紧螺丝，所述导向锁紧螺丝的工作端位于环形内凹槽中。

11、作为优选，还包括笼式支撑架；所述笼式支撑架包括法兰基体，所述法兰基体上还设有若干个连接孔，用于通过导向轴与其他零件进行笼式连接；所述法兰基体的中部设有用于安装标准透镜套筒的通孔，所述通孔的一侧设有用于调节通孔松紧的锁紧机构；所述法兰基体的底部两侧设有连接座，所述连接座的底部与光学平台通过固定螺丝固定连接，所述连接座上设有若干个调节螺丝。

12、作为优选，所述主体框架的后侧设有密封端盖，用于实现轴向调节组件的密封。

13、本发明的有益效果：

14、1、结构紧凑，可以实现光学狭缝在x、y轴方向上的偏移和角度方向的旋转；

15、2、可以和笼式结构和标准光学套筒进行组合安装；

16、3、提供一种透镜套筒固定和俯仰偏转调节装置，能调节透镜套筒俯仰偏转和高度方向，给光学系统带来更高的准直性，来提高系统成像的分辨率。

17、本发明的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。

技术特征：

1.一种微米级光学狭缝多轴调节装置，其特征在于：包括轴向位移调节装置（1）、光学狭缝（2）和角度旋转装置（3）；所述轴向位移调节装置（1）的中部设有轴向调节组件，所述轴向调节组件的中部设有用于光路通过的通孔，所述轴向调节组件的前端连接所述光学狭缝（2）；所述轴向位移调节装置（1）的后端连接所述角度旋转装置（3），所述角度旋转装置（3）的中部设有微调旋转组件（7），所述角度旋转装置（3）的上方设有角度调节组件（8），所述角度调节组件（8）与所述微调旋转组件（7）之间相连接，用于调整微调旋转组件（7）的旋转角度；所述微调旋转组件（7）的中部设有用于安装标准透镜套筒的内孔。

2.如权利要求1所述的一种微米级光学狭缝多轴调节装置，其特征在于：所述轴向位移调节装置（1）包括主体框架（11）、x轴调节旋钮（12）和y轴调节旋钮（13），所述主体框架（11）的中部设有用于安装轴向调节组件的活动槽（14），所述轴向调节组件包括滑块（61）、x轴导向块（62）、y轴导向块（63）和压缩弹簧（64）；所述x轴调节旋钮（12）的工作端水平穿过所述主体框架（11）后与滑块（61）接触，所述滑块（61）远离x轴调节旋钮（12）的一侧设有x轴导向块（62），所述x轴导向块（62）与活动槽（14）的内壁之间设有压缩弹簧（64）；所述y轴调节旋钮（13）的工作端竖直穿过所述主体框架（11）后与滑块（61）接触，所述滑块（61）远离y轴调节旋钮（13）的一侧设有y轴导向块（63），所述y轴导向块（63）与活动槽（14）的内壁之间设有压缩弹簧（64）。

3.如权利要求2所述的一种微米级光学狭缝多轴调节装置，其特征在于：所述x轴调节旋钮（12）、y轴调节旋钮（13）与主体框架（11）之间设有锁紧螺母一（16）。

4.如权利要求1所述的一种微米级光学狭缝多轴调节装置，其特征在于：所述轴向调节组件的前端设有光学狭缝连接件（17），所述光学狭缝连接件（17）上设有光学狭缝（2），所述光学狭缝（2）包括狭缝片（21）和狭缝基座（22），所述狭缝基座（22）上固定有狭缝片（21），所述狭缝基座（22）固定于所述光学狭缝连接件（17）上，所述狭缝片（21）的狭缝位置与所述狭缝基座（22）、光学狭缝连接件（17）上丝印的刻度线一致。

5.如权利要求4所述的一种微米级光学狭缝多轴调节装置，其特征在于：所述狭缝片（21）与狭缝基座（22）之间通过胶水固定连接，所述狭缝基座（22）与光学狭缝连接件（17）之间通过胶水固定连接，所述光学狭缝连接件（17）与轴向调节组件之间通过螺栓固定连接。

6.如权利要求1所述的一种微米级光学狭缝多轴调节装置，其特征在于：所述角度旋转装置（3）包括角度微调框架（31），所述角度微调框架（31）的中部设有用于安装微调旋转组件（7）的中心孔；所述角度调节组件（8）包括弹簧连接件（81）、弹簧连接螺丝（82）、拉力弹簧（83）和微调螺纹副（84）；所述微调旋转组件（7）上安装有弹簧连接件（81），所述角度微调框架（31）上设有弹簧连接螺丝（82），所述拉力弹簧（83）的两端分别与弹簧连接件（81）、弹簧连接螺丝（82）相连接，所述弹簧连接件（81）的一端与微调螺纹副（84）相连接，所述微调螺纹副（84）与角度微调框架（31）之间设有锁紧螺母二（85）；所述角度微调框架（31）的侧面设有用于锁紧微调旋转组件（7）的角度锁紧螺丝（32）。

7.如权利要求6所述的一种微米级光学狭缝多轴调节装置，其特征在于：所述微调旋转组件（7）中部的内孔上设有固定支撑架（71），所述固定支撑架（71）的中部设有用于安装标准透镜套筒的安装孔，所述固定支撑架（71）的侧壁上设有若干个用于紧固标准透镜套筒的pom头紧定螺丝（72）。

8.如权利要求7所述的一种微米级光学狭缝多轴调节装置，其特征在于：所述固定支撑架（71）与微调旋转组件（7）连接的一端设有环形内凹槽（73），所述微调旋转组件（7）的侧面设有导向锁紧螺丝（74），所述导向锁紧螺丝（74）的工作端位于环形内凹槽（73）中。

9.如权利要求1所述的一种微米级光学狭缝多轴调节装置，其特征在于：还包括笼式支撑架（4）；所述笼式支撑架（4）包括法兰基体（41），所述法兰基体（41）上还设有若干个连接孔（43），用于通过导向轴与其他零件进行笼式连接；所述法兰基体（41）的中部设有用于安装标准透镜套筒的通孔，所述通孔的一侧设有用于调节通孔松紧的锁紧机构（42）；所述法兰基体（41）的底部两侧设有连接座，所述连接座的底部与光学平台通过固定螺丝（45）固定连接，所述连接座上设有若干个调节螺丝（46）。

10.如权利要求2所述的一种微米级光学狭缝多轴调节装置，其特征在于：所述主体框架（11）的后侧设有密封端盖（15），用于实现轴向调节组件的密封。

技术总结
本发明公开了一种微米级光学狭缝多轴调节装置，包括轴向位移调节装置、光学狭缝和角度旋转装置；所述轴向位移调节装置的中部设有轴向调节组件，所述轴向调节组件的中部设有用于光路通过的通孔，所述轴向调节组件的前端连接所述光学狭缝；所述轴向位移调节装置的后端连接所述角度旋转装置，所述角度旋转装置的中部设有微调旋转组件，所述角度旋转装置的上方设有角度调节组件，所述角度调节组件与所述微调旋转组件之间相连接，用于调整微调旋转组件的旋转角度；所述微调旋转组件的中部设有用于安装标准透镜套筒的内孔。本发明结构紧凑，可以实现光学狭缝在X、Y轴方向上的偏移和角度方向的旋转。

技术研发人员：严峻,陈宇翔,郭莉,王金凤,李增,沈栋辉
受保护的技术使用者：浙江荷湖科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15