专利名称：光源匀光光纤低损传导投光装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于光学镀膜技术领域，特别是用于光学镀膜监控系统的光源 匀光光纤低损传导投光装置。
背景技术：
在光学镀膜膜厚监测系统中，光传导投射光束的亮度、均匀程度和光波 曲线的状态对膜厚监测的准确性起着重要的作用。而通常采用的光传导装置 是将光源射出的光束，经过调制变扩频及聚焦透镜的准直，直接通过反射将 光信号投射在比较片上。由于结构中的光路通道采用箱体结构，其空间橫截 面积大，光线易于散失，因此射出的光束在传导过程的光强易于衰减且分布
不均匀；尤其是光源灯丝的聚焦成像在光路上形成暗斑带入投光光束，因而 影响监测光信号的稳定性及监测结果的准确性。同时光路中的调制器，常因 电源电压的波动而使动力马达及其带动的调制盘转速不均匀，由此造成调制 光束的波长和频率随机性的波动，降低光信号的质量且不易分辨。其次，调 制盘上的光孔一般为圆形或扇形结构，调制后的光为波近似梯形曲线，其峰 值不易分辨，并产生谐波噪声，给信号的监测灵敏度带来不利影响。另外， 发光光源一般采用白炽灯泡，并采用平面或弧面反射灯罩，发光强度弱，而 且没有会聚，通过出射透光孔发射的光束只是发光光源的很小一部分，因此 光能利用率很低，并导致监控系统的光信号弱，监控识别难度大，效果差。 其三，现有的监测技术各部传导构件紧密连接，以保证光路的直线传导，因 此在镀膜机上安装占用空间很大，使安装的位置受到限制，安装作业及维修
都不方便。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种光束均匀、匀光效果好的光源匀光光纤低 损传导投光装置。
本实用新型进一步的目的是提供一种能够投射出高亮度且产生强光源的 光源匀光光纤低损传导投光装置。
实现本实用新型的目的所采取的技术方案是该装置是由光源发射箱、 调制器、光导组件组成，其中，光源发射箱内设置有带聚光灯罩的卤钨灯具, 箱体一侧通过支柱连接一带定速电机的调制器，调制器的出射光孔端对应连 接一与调制光轴同轴水平橫置的匀光棒，并在光的输出端通过固定卡连接有 用于传导光束的光纤，光纤的另一端连接有光纤连接座。
所述卤钨灯具是由卤钨灯、带有椭球面的聚光灯罩和灯座组成，其中， 聚光灯罩的聚光面朝向灯座的光通道，并与灯座扣装相连，灯座固装在光源 发射箱箱体的前内壁上，灯座的中心为具有光通道的中空腔，并与箱体前壁 上设置的光源出射孔相通。
所述光源发射箱箱体的侧壁分别对应设有进风口和散热出风口，与进风 口的对应处装有风机，箱体内与进风口对应处设置有风力缓冲挡板，并与箱 体侧壁之间形成进风通道。
所述调制器采用可匀速调制光波的定速电机，其内的调制盘为矩形光孔结构。
所述匀光棒为圆柱柱体状，其两端光的光滑截面均镀有AR薄膜，该匀光 棒上设置用于支撑稳固棒体的支架体
所述匀光棒采用透明状的石英玻璃或K9光学玻璃材料。
按照上述方案制成的光源匀光光纤低损传导投光装置，可将光源'灯发出 的带有光斑阴影的光耦合进入匀光棒以后，由于匀光棒的内部全反射效应，光 进行多次反射，均匀性极大的提高.出匀光棒的光斑耦合到光纤传导后，光斑非 常均匀，均匀度达到95%以上，如果云光棒长度增强，均匀性还可以提高.所以能 有效的避免因灯丝在出射光轴上成像而造成的出射光束携带暗斑，从而获得 高度均匀性的的投射光信号。同时，使用两端表面镀有AR薄膜的匀光棒及光 纤进行发射光束的传导，可实现光信号的低损失、柔性光路传导，不受光程 长短和位置的限制，从而大大减小了镀膜机上的安装占用空间，可在任意位 置安装，也给安装、维修作业带来很大的方便。对所用的卤钨灯发出的光线 经过聚光灯罩的反射，其光线全部会聚在发射光孔处，光源发出的亮光全部 得到利用，因而发射光束的光强和色温均能达到最强状态，为提高监测系统 的综合性能提供良好的条件。 附圑说明
图1是本实用新型的结构示意图2是调制盘的结构示意图。
具体实施方式
参看
图1、图2，本实用新型的光源匀光光纤低损传导投光装置，是由 光源发射箱、调制器、光传导组件组成，其中，光源发射箱101前壁设有用 于发射光束的光源出射孔109，内部设置有能够产生强光源高亮度卤锝灯具 102,该卤钨灯具102是由卤钨灯、带有椭球面的聚光灯罩和灯座107组成， 其中，灯座107固装在光源发射箱箱体101的前内壁上，灯座107的中心为 带有光通道110的中空腔，并与光源发射箱体101前壁上设置的光源出射孔
109相通。聚光灯罩的聚光面朝向灯座107的光通道，并与灯座107扣装连接。
卤钨灯位于椭球面聚光灯罩的后焦点上，卤钨灯发出的光线经过聚光灯罩的
反射，其光线全部会聚在发射焦点上，可使光源的光强达到最强状态。由于
卤钨灯为强光源高亮度灯，长时间连续工作会产生很高的热量，当温度过高
时则对电源产生阻抗，因而会造成电压损失，降低发光亮度，影响发射光束
的光强，本案在光源发射箱101的侧壁分别对应设置了进风口 106和散热出
风口103，并在进风口 106的对应处装有风机105，为缓解风机风力的直吹，
在与进风口 106对应的箱体内设置了风力缓冲挡板104，该挡板可与箱体侧壁
之间形成进风通道，并在灯座107的圆周壁上布设了多个散热通孔108。这样，
能有效地避免卤钨'JT过热，保证发射光强及稳定性。
在本案中调制器与光源发射箱之间装有用于隔热的支柱in,用于避免光
源发射箱产生的较高温度对投射光束的影响。所述调制器包括调制器壳体 201、调制盘202和定速电机204，各构件依次组装。调制盘202为矩形光孔 结构(参看图2)，调制后的光波曲线呈近似正弦曲线，可增强信号峰值的对 比度，从而能够实现监测信号的高分辨率。安装的定速电机203具有匀速调 制光波的作用，通过定速电机203,可以带动调制盘202始终保持匀速旋转， 并可避免因调制盘202转速波动造成发射光信号频率的异常变化，使其达到 调制光波频率均匀一致的最佳效果。
在调制器的出射光孔204端对应连接的匀光传导组件是由匀光棒206和 光纤208、光纤连接座209组成，其中，勾光棒206与调制出射光轴同轴水平 横置连接在调制器的出射光孔204端，在匀光棒206的光输出端通过固定卡
207连接有用于传导光束的光纤208,光纤208的另一端连接有光纤连接座 209。所述匀光棒206为柱体状，釆用透明的石英玻璃或K9光学玻璃材料制 成，发射光束在传导过程中通过其光线在匀光棒中的多次全反射和匀光棒206 圆周壁的反射，能够大大提高光强分布的均匀程度，可为增强膜厚信号的稳 定性和准确性打下基础。同时，在匀光棒206两端的光导入表面和导出表面 均涂敷有AR薄膜涂层，可以避免光束传导中的反射，从而保证光的无损失传 导和膜厚信号的最佳质量。为保证匀光棒206的稳固性，在匀光棒206上可 设置用于支撑稳固棒体的支架体205。
调制后的光束通过调制器的出射光孔204投在匀光棒的入射端，在匀光 棒内产生散射和衍射，并通过匀光棒圆周壁的反射，从而达到发射光束均匀 化的效果。另外，由于采用光导纤维进行光束的传导，使得光程长短可以不 受限制的任意调整，并且使其光传导结构大为简化，可以作为独立的光源应 用到机器视觉照明或者其他光源标准光源应用系统和测量系统中。
权利要求1、一种光源匀光光纤低损传导投光装置，是由光源发射箱、调制器、光导组件组成，其特征在于调制器的出射光孔端对应连接一与调制光轴同轴水平横置的匀光棒，并在光的输出端通过固定卡连接有用于传导光束的光纤，光纤的另一端连接有光纤连接座。
2、 根据权利要求1所述的光源匀光光纤低损传导投光装置，其特征在 于光源发射箱内设置有带聚光灯罩的卤钨灯具，箱体一侧通过支柱连接一 带定速电机的调制器，所述卤钩灯具是由卣钨灯、带有椭球面的聚光灯罩和 灯座组成，其中，聚光灯罩的聚光面朝向灯座的光通道，并与灯座扣装相连， 灯座固装在光源发射箱箱体的前内壁上，灯座的中心为具有光通道的中空腔, 并与箱体前壁上设置的光源出射孔相通。
3、 根据权利要求1或2所述的光源匀光光纤低损传导投光装置，其特 征在于所述光源发射箱箱体的侧壁分别对应设有进风口和散热出风口，与 进风口的对应处装有风机，箱体内与进风口对应处设置有风力缓冲挡板，并 与箱体侧壁之间形成进风通道。
4、 根据权利要求1或2所述的光源匀光光纤低损传导投光装置，其特 征在于所述调制器采用可匀速调制光波的定速电机，其内的调制盘圆周带 有均布的矩形光孔。
5、 根据权利要求1或2所述的光源匀光光纤低损传导投光装置，其特征 在于:所述匀光棒为柱体状，其两端光的输入表面和输出表面均镀有AR薄膜。
6、 根据权利要求5所述的光源匀光光纤低损传导投光装置，其特征在于 所述匀光棒采用透明状的石英玻璃或K9光学玻璃材料。
7、根据权利要求6所述的光源匀光光纤低损传导投光装置，其特征在于 该匀光棒上可设置用于支撑稳固棒体的支架体。
专利摘要本实用新型是用于光学镀膜监控系统的一种光源匀光光纤低损传导投光装置，它是由光源发射箱、调制器、光导组件组成，其中，光源发射箱内设置有带聚光灯罩的卤钨灯具，箱体一侧通过支柱连接一带定速电机的调制器，调制器的出射光孔端对应连接一与调制出射光轴同轴水平横置的匀光棒，并在光的输出端通过固定卡连接有用于传导光束的光纤，光纤的另一端连接有光纤连接座。该装置不仅能够产生高亮度的强光源，而且调制光波输出稳定，可将光源灯发出的高亮度光有效均匀地传导出来，并经匀光棒及光纤传导后，能有效避免因灯丝在出射光轴上成像而造成出射光束携带暗斑，从而获得没有光斑且光束均匀的匀光传导效果。
文档编号F21V29/02GK201014334SQ20072008936
公开日2008年1月30日 申请日期2007年2月1日 优先权日2007年2月1日
发明者党亚军, 菊池和夫, 赵升林 申请人:河南中光学集团有限公司