[發明專利]一種透鏡焦距及波前畸變測量裝置

無效

• 申請號: 201010591835.0
• 申請日: 2010-12-16
• 公開（公告）號: CN102564731A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 趙建科;段亞軒;陳永全;張杰
• 申請（專利權）人: 中國科學院西安光學精密機械研究所
• 主分類號: G01M11/02
• 分類號: G01M11/02;G01J9/00
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 商宇科

技術領域

本發明屬于光學領域，涉及一種透鏡焦距及波前畸變測量裝置，尤其涉及一種激光用準直和聚焦透鏡焦距及波前畸變參數自動測量裝置。

背景技術

在神光三主機裝置大科學工程研究中，對于強激光的準直和聚焦及對其參數取樣診斷都大量需要各類口徑尺寸和焦距長短不同的透鏡，并且透鏡的焦距及傳輸波前畸變直接影響激光的傳輸質量和性能，從而達不到要求的指標。為了使激光達到良好傳輸質量就必須嚴格控制傳輸透鏡的焦距和波前，因此透鏡的焦距和波前精確測量就顯得非常重要。目前測量透鏡焦距和波前畸變分別用兩套設備，其中透鏡焦距使用放大倍率法測量。具體是激光經過平行光管準直后進入透鏡，在平行光管焦面處放置雙狹縫目標板，狹縫目標板通過透鏡成像在其焦面上并用CCD接收圖像進行判讀計算透鏡焦距。缺點是測量透鏡時，由于透鏡會產生球差導致成像不清晰而影響圖像判讀，使透鏡焦距測量誤差大，另外由于受到平光管焦距限制而使透鏡焦距的測量范圍覆蓋不了神光三主機透鏡焦距范圍的需求。透鏡波前畸變采用干涉儀進行測量，缺點是干涉儀只能測量透鏡的單個面的面型不能真正測量透鏡的傳輸波前，這樣會產生相應的誤差，另外干涉儀測量使用的激光波長與實際波長不一致也會產生誤差。用以上兩種裝置測量透鏡的焦距和波前都會產生較大的誤差，不能進行及時修正而導致激光的傳輸性能和質量受到影響。

發明內容

為了解決背景技術中存在的上述技術問題，本發明提供了一種測量范圍大、穩定性高、重復性好，測量結果置信度高的透鏡焦距及波前畸變測量裝置。

本發明的技術解決方案是：本發明提供了一種透鏡焦距及波前畸變測量裝置，其特殊之處在于：所述透鏡焦距及波前畸變測量裝置包括激光器、半透半反平面鏡、平面反射鏡以及焦距及波前畸變控制單元；所述半透半反平面鏡和平面反射鏡依次設置于激光器出射光路上；所述焦距及波前畸變控制單元設置于經平面反射鏡反射至半透半反平面鏡上并沿半透半反平面鏡反射后的反射光路上。

上述焦距及波前畸變控制單元包括控制與采集計算機、測角儀以及焦距及波前畸變測量單元；所述控制與采集計算機與測角儀相連；所述控制與采集計算機控制測角儀帶動平面反射鏡轉動并記錄平面反射鏡轉動的角度值；所述焦距及波前畸變測量單元設置于經平面反射鏡反射至半透半反平面鏡上并沿半透半反平面鏡反射后的反射光路上；所述焦距及波前畸變測量單元和控制與采集計算機相連。

上述焦距及波前畸變測量單元包括CCD探測器、哈特曼傳感器以及電控平移臺；所述CCD探測器設置于經平面反射鏡反射至半透半反平面鏡上并沿半透半反平面鏡反射后的反射光路上；所述CCD探測器采集經半透半反平面鏡反射后光束并判讀計算待測透鏡的焦距；所述哈特曼傳感器采集經半透半反平面鏡反射后的光束波前圖像；所述CCD探測器以及哈特曼傳感器置于電控平移臺上；所述電控平移臺和控制與采集計算機相連；所述采集與控制計算機控制電控平移臺帶動哈特曼傳感器運動。

上述焦距及波前畸變測量單元還包括準直鏡，所述準直鏡與哈特曼傳感器相連。

上述激光器與CCD探測器相距半透半反鏡中心的距離是相等的。

上述激光器是光纖激光器。

上述CCD探測器是全幀光譜級科學CCD、幀轉移科學CCD、L3Vision相機或COMS圖像傳感器。

上述測角儀是0.05秒電控精密轉臺或0.01秒電控測角儀。

本發明的優點是：

本發明提供了一種透鏡焦距及波前畸變測量裝置，該裝置利用光纖激光器、半透半反平面鏡、精密測角儀、平面反射鏡和CCD探測器組合，采用自準直的原理準確測量透鏡的焦距；采用自準直的原理準確測量光束鏡經透鏡傳輸后的波前畸變；可同時測量透鏡的焦距和軸上、軸外波前畸變，測量透鏡的焦距和口徑不受限制，測量范圍大；利用不同波長激光器，可以擴展測量神光三主機中在不同波長條件下使用的準直、聚焦、取樣透鏡；測量的透鏡焦距和波前，穩定性高、重復性好，測量結果置信度高；使透鏡焦距和波前測量的自動化程度大幅度提高，適用于批量化檢驗，節省了勞動力和成本。

附圖說明

圖1是本發明所提供的透鏡焦距及波前畸變測量裝置的較佳的結構示意圖。

具體實施方式

參見圖1，本發明提供了一種透鏡焦距及波前畸變測量裝置，該裝置包括激光器1、半透半反平面鏡2、平面反射鏡3以及焦距及波前畸變控制單元；半透半反平面鏡2和平面反射鏡3依次設置于激光器出射光路上。