[發明專利]棱鏡擴束器裝調儀及裝調方法

有效

• 申請號: 201210585245.6
• 申請日: 2012-12-28
• 公開（公告）號: CN103091860A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發明（設計）人: 張海波;袁志軍;周軍;魏運榮;姜麗媛;耿立明
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海光學精密機械研究所
• 主分類號: G02B27/62
• 分類號: G02B27/62;G02B7/18;G01B11/26
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 張澤純

1.一種棱鏡擴束器裝調儀，由光源（1）、載物臺（2）、精密轉臺（3）、支柱（4）、二維行程平臺（5）、第一直角曲桿（6）、指示光源（7）、第二直角曲桿（8）、濾光片（9）、光電探測器（10）和電腦（11）組成，上述各元件的位置關系如下：

所述的精密轉臺（3）固定在所述的載物臺（2）的中心位置，所述的二維行程平臺（5）通過所述的支柱（4）固定并位于所述的載物臺（2）的正上方，所述的第一直角曲桿（6）的豎直端固定在所述的載物臺（2）上，所述的指示光源（7）固定在所述的第一直角曲桿（6）的水平端的頂端，該指示光源（7）發射的指示光束垂直向下并與所述的精密轉臺（3）的轉軸共線；所述的第二直角曲桿（8）的水平端固定在所述的精密轉臺（3）的轉動臺面上，所述的濾光片（9）和光電探測器（10）固定在所述的第二直角曲桿（8）的豎直端的頂端，所述的濾光片（9）和光電探測器（10）通過所述的第二直角曲桿（8）隨所述的精密轉臺（3）同軸轉動；所述的電腦（11）通過所述的精密轉臺（3）的控制器驅動精密轉臺轉動；

所述的光源（1）和所述的濾光片（9）和光電探測器（10）的中心高度一致。

2.根據權利要求1所述的棱鏡擴束器裝調儀，其特征在于所述的光源（1）為準分子激光器、燃料激光器或氦氖激光器。

3.根據權利要求1所述的棱鏡擴束器裝調儀，其特征在于所述的精密轉臺（3）包含控制器和驅動軟件。

4.根據權利要求1所述的棱鏡擴束器裝調儀，其特征在于所述的支柱（4）的數量至少為2，以確保所述的二維行程平臺（5）的可靠性。

5.根據權利要求1所述的棱鏡擴束器裝調儀，其特征在于所述的二維行程平臺（5）在XY平面可調，以保證待裝配的棱鏡擴束器中每個棱鏡的入射面均能與所述的指示光源（7）發射的指示光束相交。

6.根據權利要求1所述的棱鏡擴束器裝調儀，其特征在于所述的第一直角曲桿（6）的垂直高度可調。

7.根據權利要求1所述的棱鏡擴束器裝調儀，其特征在于所述的指示光源（7）為可見的準直點光源。

8.根據權利要求1所述的棱鏡擴束器裝調儀，其特征在于所述的第二直角曲桿（8）為倒置L型，其水平方向和豎直方向的長度可調，水平方向和豎直方向的最短長度可使所述的濾光片（9）和光電探測器（10）能夠90度可轉而不與所述的支柱（4）和二維行程平臺（5）相交。

9.根據權利要求1所述的棱鏡擴束器裝調儀，其特征在于所述的濾光片（9）和光電探測器（10）與光源（1）的波長關聯，以保持入射到光電探測器（10）的激光波長相匹配，所述的光電探測器（10）為光電二極管或CCD探測器。

10.利用根據權利要求1所述的棱鏡擴束器裝調儀進行棱鏡擴束器的裝調方法，特征在于該方法包括下列步驟：

①固定裝配板并調節指示光源（7）：將待裝配的棱鏡擴束器的裝配板固定在所述的二維行程平臺（5）上，調節第一直角曲桿（6）的高度使指示光源（7）略高于待裝配的棱鏡；

②確定未偏折光源光束方向：放置第i個棱鏡前，其中i為正整數，調節第二直角曲桿（8）、驅動精密轉臺（3）使所述的光電探測器（10）與所述的光源（1）發射的光束共軸，并使光源光束垂直地入射到所述的濾光片（9）和光電探測器（10），記錄精密轉臺（3）此時的角度β_i1；

③調節棱鏡轉軸與指示光束共軸：根據棱鏡擴束器的布局，將第i個棱鏡放置在裝配板上，調節所述的二維行程平臺（5）使指示光源（7）發射的指示光束位于光源（1）發出的光束或第i-1個棱鏡的出射光束與第i個棱鏡的入射面的水平交界線中心位置；

④確定偏折光源光束方向：調節第二直角曲桿(8)水平和垂直方向的長度，確保轉動過程中所述的第二直角曲桿(8)不與支柱（4）相交，所述的電腦（11）發出指令驅動精密轉臺（3）將濾光片(9)和光電探測器(10)轉動，使所述的濾光片(9)和光電探測器(10)正對從所述的第i個棱鏡的出射光束，并記錄角度β_i2，鎖定精密轉臺（3）；利用關系式計算第i個棱鏡入射角為θ_i的偏折角：γ_i＝β_i2-β_i1；

⑤轉動棱鏡確定目標入射角θ_i：以指示光源（7）發射的指示光束為軸轉動第i個棱鏡，使第i個棱鏡的出射光束正入射到濾光片(9)和光電探測器(10)；判斷光源光束垂直入射到濾光片(9)的方法是，光源光束入射到濾光片(9)會有部分反射光，如果反射光斑能沿著入射光束原路返回，則證明光源光束是正入射到濾光片(9)和光電探測器(10)，此時光源光束的入射角即為目標入射角θ_i；

⑥固定棱鏡：利用壓條將第i個棱鏡固定在裝配板上；

⑦第i個棱鏡的出射光束即作為第i+1個棱鏡的入射光束，重復步驟②-⑥標定和固定第i+1個棱鏡；

⑧直至棱鏡擴束器的每個棱鏡按照目標入射角度裝配完畢。