基于组合透镜法的光栅尺三探头焦距测量装置及测量方法_2

文档序号:9348181阅读:来源:国知局
透镜;所述激光器出射的激光经 显微物镜后入射至分束器并有分束器分成参考激光和测量激光,所述参考激光经透镜后入 射至C⑶探测器;所述测量激光经准直透镜后形成准直激光,透过标准透镜、待测透镜后经 平面反射镜反射的激光经准直透镜后入射至分束器并在分束器上产生反射形成再反射激 光,所述再反射激光经透镜后入射至C⑶探测器。
[0017] 综上所述,由于采用了上述技术方案,本发明的有益效果是:
[0018] 本发明的检测装置中,标准透镜、待测透镜和平面反射镜依次沿光路设置,采用该 检测装置进行检测时,将传统方法中"测量标准透镜的顶点与待测透镜的顶点之间的距离" 更改为"测量标准透镜的移动距离",因而可在标准透镜的相关参数未知的情况下进行待 测透镜的焦距,有效避免了因引入标准透镜的参数的误差造成的待测透镜的焦距的测量误 差,提高待测透镜的焦距的测量精度;该检测装置中设置有光栅尺,光栅尺上的探头记录并 读出对应透镜或平面镜所在的位置,并通过光栅尺可准确计量透镜与透镜之间、透镜与反 射镜之间的间距,有效避免或减少因直接测量透镜与透镜之间、透镜与反射镜之间的间距 造成的待测透镜的焦距的测量误差,提高待测透镜的焦距的测量精度;此外,该检测装置通 过利用干涉条纹和光栅尺探头准确定位标准透镜以及组合透镜焦点位置,减小了球差的影 响,且能极大缩短透镜的空间测量长度,实现大口径近轴焦距检测。
[0019] 本发明的检测方法中,先取出平面反射镜时移动标准透镜和待测透镜使待测透镜 的顶点位于标准透镜的焦点C处,并记录标准透镜、待测透镜的位置;然后移动标准透镜 一段距离并放入平面反射镜,移动平面反射镜使平面反射镜位于标准透镜和待测透镜组成 的组合透镜焦点处,记录标准透镜的移动距离和待测透镜的左顶点与平面反射镜之间的间 距;最后将标准透镜的移动距离S和待测透镜的左顶点与平面反射镜之间的间距A代入
之间的距离"更改为"测量标准透镜的移动距离",因而可在标准透镜的相关参数未知的情 况下进行待测透镜的焦距,且计算待测透镜的焦距时并未引入标准透镜的焦距、标准透镜 的顶点与待测透镜的顶点之间的距离等参数的误差,有效避免了因引入标准透镜的参数的 误差造成的待测透镜的焦距的测量误差,提高待测透镜的焦距的测量精度;检测时通过光 栅尺上的探头记录并读出对应透镜或平面镜所在的位置,并通过光栅尺可准确计量透镜与 透镜之间、透镜与反射镜之间的间距,有效避免或减少因直接测量透镜与透镜之间、透镜与 反射镜之间的间距造成的待测透镜的焦距的测量误差,提高待测透镜的焦距的测量精度; 此外,该检测装置通过利用干涉条纹和光栅尺探头准确定位标准透镜以及组合透镜焦点位 置,减小了球差的影响,且能极大缩短透镜的空间测量长度,实现大口径近轴焦距检测。
【附图说明】
[0020] 图1为本发明的结构示意图;
[0021] 图2为本发明中另一实施例的结构示意图;
[0022] 其中,附图标记为:1 一干涉仪系统、2-光概尺、3-第一探头、4一标准透镜、5-第 二探头、6-待测透镜、7-第二探头、8-平面反射镜、11 一激光器、12-显微物镜、13-分束 器、14 一透镜、15 -C⑶探测器、16-准直透镜、21-第一支架、22-第二支架、23-第三支 架。
【具体实施方式】
[0023] 下面结合附图,对本发明作详细的说明。
[0024] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对 本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不 用于限定本发明。
[0025] 实施例1
[0026] 一种基于组合透镜法的光栅尺三探头焦距测量装置,该测量装置通过组合透镜法 测量待测透镜的焦距。
[0027] 该测量装置包括干涉仪系统1和光栅尺2。该干涉仪系统1可选用斐索干涉仪系 统1、迈克尔逊干涉仪系统1或泰曼格林干涉仪系统1。光栅尺2上设置有第一支架21、第 二支架22和第三支架23,第一支架21、第二支架22和第三支架23沿光栅尺2的长度方向 依次设置,且该第一支架21、第二支架22和第三支架23均可分别单独在光栅尺2上沿光栅 尺2的长度方向移动。该第一支架21的连接端连接在光栅尺2上,且该第一支架21的连 接端设置有第一探头3 ;第一支架21的另一端为自由端,且该自由端上设置有标准透镜4, 第一探头3和标准透镜4均可随第一支架21 -起沿光栅尺2的长度方向移动。该第二支 架22的连接端连接在光栅尺2上,且该第二支架22的连接端设置有第二探头5 ;第二支架 22的另一端为自由端,且该自由端上设置有待测透镜6,第二探头5和待测透镜6均可随第 二支架22 -起沿光栅尺2的长度方向移动。该第三支架23的连接端连接在光栅尺2上, 且该第三支架23的连接端设置有第三探头7 ;第三支架23的另一端为自由端,且该自由端 上设置有平面反射镜8,第三探头7和平面反射镜8均可随第三支架23 -起沿光栅尺2的 长度方向移动。
[0028] 干涉仪系统1出射的准直激光依次经标准透镜4、待测透镜6后聚焦在平面反射 镜8上,并在平面反射镜8上产生反射形成反射激光,反射激光依次经待测透镜6、标准透 镜4后进入干涉仪系统1,然后再与干涉仪系统1中的参考光束产生干涉并在干涉仪系统1 的CCD探测器15上形成干涉条纹,根据CCD探测器15上的干涉条纹来判定标准透镜和待 测透镜的焦顶点位置以及组合透镜的焦点位置,进行精确定位。
[0029] 标准透镜4、待测透镜6和平面反射镜8依次沿光路设置,采用该检测装置进行检 测时,将传统方法中"测量标准透镜4的顶点与待测透镜6的顶点之间的距离"更改为"测 量标准透镜4的移动距离",因而可在标准透镜4的相关参数未知的情况下进行待测透镜6 的焦距,有效避免了因引入标准透镜4的参数的误差造成的待测透镜6的焦距的测量误差, 提高待测透镜6的焦距的测量精度;该检测装置中设置有光栅尺2,光栅尺2上的探头记录 并读出对应透镜14或平面镜所在的位置,并通过光栅尺2可准确计量透镜14与透镜14之 间、透镜14与反射镜之间的间距,有效避免或减少因直接测量透镜14与透镜14之间、透镜 14与反射镜之间的间距造成的待测透镜6的焦距的测量误差,提高待测透镜6的焦距的测 量精度;此外,该检测装置通过利用干涉条纹和光栅尺2探头准确定位标准透镜4以及组合 透镜焦点位置,减小了球差的影响,且能极大缩短透镜14的空间测量长度,实现大口径近 轴焦距检测。
[0030] 实施例2
[0031] 在实施例一的基础上,该干涉仪系统1选用斐索干涉仪系统1。该斐索干涉仪系统 1包括激光器11、显微物镜12、分束器13、透镜14、CXD探测器15和准直透镜16。激光器 11出射的激光经显微物镜12后入射至分束器13,激光经由分束器13
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