单轴步进对向光学刀口装置的制作方法

文档序号:11514211阅读:225来源:国知局

本发明单轴步进对向光学刀口装置属于光学显微技术与光学精密测量技术领域。



背景技术:

宽场显微镜结构简单,易于实现;且在探测面可直接获得待测样品图像,不需要通过扫描的方式再进行信息的整合,大大简化了后期处理过程并提高成像效率;在采用科勒照明时不仅避免了光源像对样品像的干扰,而且可以很好地保护样品不被灼伤,此外还可由光源处的视场光阑直接控制样品的照明范围。因而,宽场显微镜成为了目前应用最为广泛的显微测量仪器。但是,这种简易的光学系统在分辨率上受到衍射极限的限制,即使更换数值孔径更大的物镜或者采用短波长的光束照明,也无法探测200nm以下的微小结构,在需要高分辨率设备观察测量的场合下无法使用。共焦显微镜采用单色激光作为点光源,通过二维点扫描的方式进行成像,系统中的点光源、某一扫描位置处的样品点以及成像针孔三者之间相互共轭。此系统不仅可以提高横向分辨率,也可以抑制轴向信息的干扰。

在宽场显微镜中,由于光源和探测端都是一个平面,视场较大,因而为了获得探测结果可以一次直接成像。但扫描共焦显微镜一次只能获得一个点的强度信息,为了探测到和宽场相同范围的样品图像,可以通过扫描实现大范围样品的成像。然而,扫描方法的引入虽然扩大了成像视场,但却由于将宽场显微镜中的直接成像变成了先扫描后数据整合的方式,从而极大地降低了成像速度。另一方面,在共焦系统中,目前广泛采用的检流计扫描振镜会引起图像畸变,其原因是扫描视场范围与扫描角度不是严格的正比关系,而是和扫描角的正切成正比。除此之外,共焦系统的针孔与振镜安装调整具有较大的实验难度。

综上所述,不管是宽场显微镜还是共焦显微镜都存在着难以克服的问题。因此,在显微测量领域中,需要提出大幅度提高成像速率的同时获得高对比度的图像的光学系统。



技术实现要素:

为了解决上述宽场显微镜成像分辨率较低以及共焦显微镜无法同时获得成像速度提升和图像畸变消除的问题,本发明提供了一种单轴步进对向光学刀口装置;该装置采用线探测的边缘切趾显微成像方法,既通过光学刀口对成像光束的边缘切趾作用降低成像面上的信息混叠,达到更高的分辨率,又将二维点扫描变为一维线扫描,解决了共焦显微成像速度较慢的问题;研究成果可用于工业或生物样品表面探测的的快速成像。

本发明的目的是这样实现的:

单轴步进对向光学刀口装置,包括底座、设置在底座上的电机、通过联轴器连接电机转轴的丝杠,与丝杠位于同一水平面、平行设置在丝杠旁边的导杆,能够沿导杆运动的第一滑块和第二滑块,设置在第一滑块上的第一遮光板,设置在第二滑块上的第二遮光板;

所述丝杠沿其所在方向分为正螺纹部分和反螺纹部分,所述正螺纹部分和反螺纹部分除了螺纹方向相反外,其余技术指标完全相同;

所述第一滑块与导杆组成直线导轨结构,第一滑块还被丝杠穿过,第一滑块与丝杠组成滚珠丝杠结构;

所述第二滑块与导杆组成直线导轨结构;第二滑块还被丝杠穿过,第二滑块与丝杠组成滚珠丝杠结构;

第一滑块和第二滑块对称设置在丝杠正螺纹部分和反螺纹部分交界处,第一遮光板和第二遮光板也关于丝杠正螺纹部分和反螺纹部分交界处对称;

电机转动,驱动丝杠旋转,进而使第一滑块和第二滑块向相反方向运动,带动第一遮光板和第二遮光板完成对称切割工作。

上述单轴步进对向光学刀口装置,垂直光学系统光轴方向放置,光轴与丝杠的公垂线段交于丝杠正螺纹部分和反螺纹部分交界处。

有益效果:

第一、本发明的核心元件仅包括设置在底座上的电机、丝杠、导杆、第一滑块、第二滑块、第一遮光板和第二遮光板,因此具有元件数量少,成本低,易于装调的技术优势。

第二、由于将丝杠设计成正螺纹部分和反螺纹部分相结合的结构,因此用一根丝杠即可实现对两个滑块的同步控制,进而实现对两个遮光板的同步控制。

第三、由于两个滑块被一根丝杠控制,因此在原理上不存在不同步的问题,对称性能够达到最佳。

附图说明

图1是本发明单轴步进光学刀口装置的结构示意图。

图中:1底座、2电机、3丝杠、4导杆、5第一滑块、6第二滑块、7第一遮光板、8第二遮光板。

具体实施例

下面结合附图对本发明具体实施例作进一步详细描述。

具体实施例一

本实施例的单轴步进对向光学刀口装置,结构示意图如图1所示。该单轴步进对向光学刀口装置包括底座1、设置在底座1上的电机2、通过联轴器连接电机2转轴的丝杠3,与丝杠3位于同一水平面、平行设置在丝杠3旁边的导杆4,能够沿导杆4运动的第一滑块5和第二滑块6,设置在第一滑块5上的第一遮光板7,设置在第二滑块6上的第二遮光板8;

所述丝杠3沿其所在方向分为正螺纹部分和反螺纹部分,所述正螺纹部分和反螺纹部分除了螺纹方向相反外,其余技术指标完全相同;

所述第一滑块5与导杆4组成直线导轨结构,第一滑块5还被丝杠3穿过,第一滑块5与丝杠3组成滚珠丝杠结构;

所述第二滑块6与导杆4组成直线导轨结构;第二滑块6还被丝杠3穿过,第二滑块6与丝杠3组成滚珠丝杠结构;

第一滑块5和第二滑块6对称设置在丝杠3正螺纹部分和反螺纹部分交界处,第一遮光板7和第二遮光板8也关于丝杠3正螺纹部分和反螺纹部分交界处对称;

电机2转动,驱动丝杠3旋转,进而使第一滑块5和第二滑块6向相反方向运动,带动第一遮光板7和第二遮光板8完成对称切割工作。

具体实施例二

在本实施例中,给出了本发明单轴步进对向光学刀口装置在具体应用过程中的摆放位置方式,所述单轴步进对向光学刀口装置垂直光学系统光轴方向放置,光轴与丝杠3的公垂线段交于丝杠3正螺纹部分和反螺纹部分交界处。



技术特征:

技术总结
本发明单轴步进对向光学刀口装置属于光学显微技术与光学精密测量技术领域;该装置包括底座、设置在底座上的电机、通过联轴器连接电机转轴的丝杠,与丝杠位于同一水平面、平行设置在丝杠旁边的导杆,能够沿导杆运动的第一滑块和第二滑块,设置在第一滑块上的第一遮光板,设置在第二滑块上的第二遮光板;电机转动,驱动丝杠旋转,进而使第一滑块和第二滑块向相反方向运动,带动第一遮光板和第二遮光板完成对称切割工作;本发明单轴步进对向光学刀口装置,不仅元件数量少,成本低,易于装调,而且用一根丝杠即可实现对两个滑块的同步控制,进而实现对两个遮光板的同步控制,同时还有在原理上不存在不同步的问题,对称性能够达到最佳的技术优势。

技术研发人员:李强;刘俭;李梦周;谭久彬;牛斌
受保护的技术使用者:哈尔滨工业大学
技术研发日:2017.01.17
技术公布日:2017.08.18
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