[發(fā)明專利]一種利用激光測(cè)量透鏡曲率半徑的方法及其裝置

無效

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• 申請(qǐng)日: 2010-12-10
• 公開（公告）號(hào): CN102128600A
• 公開（公告）日: 2011-07-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭長立
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G01B11/255
• 分類號(hào): G01B11/255
• 代理公司: 西安弘理專利事務(wù)所 61214
• 代理人: 羅笛

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于應(yīng)用光學(xué)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種利用激光測(cè)量透鏡曲率半徑的方法，本發(fā)明還涉及一種激光牛頓環(huán)儀測(cè)量裝置。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的透鏡曲率半徑的牛頓環(huán)儀測(cè)量方法，一般由透鏡和光學(xué)平板玻璃組成牛頓環(huán)儀進(jìn)行測(cè)量，牛頓環(huán)儀一般由一塊曲率半徑很大的待測(cè)平凸透鏡和一塊光學(xué)平板玻璃構(gòu)成，采用波長589.3nm的鈉黃光光源進(jìn)行測(cè)量，鈉黃光經(jīng)反射鏡反射后垂直入射到牛頓環(huán)儀上，可在平凸透鏡的表面產(chǎn)生等厚干涉環(huán)條紋（包括明環(huán)和暗環(huán)），經(jīng)讀數(shù)顯微鏡測(cè)量暗環(huán)參數(shù)，可測(cè)出待測(cè)平凸透鏡的曲率半徑。但是傳統(tǒng)牛頓環(huán)儀是通過緊固螺釘調(diào)節(jié)待測(cè)平凸透鏡和光學(xué)平板玻璃的相對(duì)位置，從而產(chǎn)生干涉條紋，在測(cè)量的過程中，待測(cè)平凸透鏡和光學(xué)平板玻璃都不可避免地出現(xiàn)應(yīng)力變形，從而使得待測(cè)平凸透鏡的曲率半徑發(fā)生改變，影響測(cè)量的精確度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種利用激光測(cè)量透鏡曲率半徑的方法，解決了現(xiàn)有牛頓環(huán)儀測(cè)量方式在實(shí)際測(cè)量中平凸透鏡產(chǎn)生應(yīng)力變形，測(cè)量誤差較大的問題。

本發(fā)明的另一目的是提供一種激光牛頓環(huán)儀測(cè)量裝置。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種利用激光測(cè)量透鏡曲率半徑的方法，該方法利用一種激光牛頓環(huán)儀測(cè)量裝置，其結(jié)構(gòu)是：包括一圓桶狀的安裝座，安裝座）的上圓口安裝有上蓋，上蓋沿軸心開有圓口，安裝座內(nèi)腔底面上設(shè)有一圓形凹槽，待測(cè)的平凸透鏡放置在圓形凹槽）上；上蓋的軸心上方設(shè)置有與水平面呈45度夾角的反射鏡，反射鏡的水平入射方向設(shè)置有激光源，入射光經(jīng)反射鏡反射后能夠垂直入射到平凸透鏡上，反射鏡的上方設(shè)置有讀數(shù)顯微鏡，

利用上述裝置，按照以下步驟實(shí)施：

步驟1、將待測(cè)平凸透鏡水平放置在安裝座的內(nèi)部圓形凹槽槽沿上；

步驟2、利用激光源發(fā)出激光，激光經(jīng)反射鏡反射后垂直入射到待測(cè)平凸透鏡上，經(jīng)待測(cè)平凸透鏡的上下表面產(chǎn)生的兩束反射光是相干光，該兩束反射光形成干涉牛頓環(huán)，通過讀數(shù)顯微鏡測(cè)量干涉條紋的暗環(huán)級(jí)數(shù)k，同時(shí)測(cè)量第k級(jí)暗環(huán)對(duì)應(yīng)的直徑Dk，采用多次測(cè)量的方法，k值取k+1,k+2,k+3,k+4,k+5,k+6,…多個(gè)暗環(huán)，并測(cè)出對(duì)應(yīng)暗環(huán)的直徑值；

同時(shí)采用逐差法處理數(shù)據(jù)，m為一恒定整數(shù)，需同時(shí)再測(cè)出k+m+1,k+m+2,k+m+3,k+m+4,k+m+5,k+m+6,…多個(gè)暗環(huán)的直徑值；

將以上測(cè)得的數(shù)據(jù)通過公式???????????????????????????????????????????????計(jì)算，即得待測(cè)平凸透鏡的曲率半徑。

本發(fā)明所采用的另一技術(shù)方案是，一種激光牛頓環(huán)儀測(cè)量裝置，包括一圓桶狀的安裝座，安裝座的上圓口安裝有上蓋，上蓋沿軸心開有圓口，安裝座內(nèi)腔底面上設(shè)有一圓形凹槽，圓形凹槽的槽沿上放置待測(cè)平凸透鏡；上蓋的軸心上方設(shè)置有與水平面呈45度夾角的反射鏡，反射鏡的水平入射方向設(shè)置有激光源，使得入射光經(jīng)反射鏡反射后通過圓口能夠垂直入射到平凸透鏡上，反射鏡的上方設(shè)置有讀數(shù)顯微鏡。

本發(fā)明的測(cè)量透鏡曲率半徑的方法和裝置，與現(xiàn)有的牛頓環(huán)儀測(cè)量技術(shù)相比，簡(jiǎn)單易行，待測(cè)平凸透鏡無應(yīng)力變形，測(cè)量重復(fù)性更好，測(cè)量精度更高。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有牛頓環(huán)儀的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明方法使用裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是激光入射到凸透鏡平面原理示意圖；

圖4是激光入射到凸透鏡球面原理示意圖；

圖5是利用本發(fā)明方法在顯微鏡下看到的干涉圖樣示意圖。

圖中，1.壓蓋，2.底蓋，3.平凸透鏡，4.緊固螺釘，5.光學(xué)平板玻璃，6.鈉光源，7.反射鏡，8.讀數(shù)顯微鏡，9.氦氖激光源，10.圓形凹槽，11.上蓋，12.圓口，13.安裝座。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。