[實用新型]帶有偏振分光隔離功能的自準(zhǔn)直儀

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320418094.5
• 申請日: 2013-07-15
• 公開（公告）號: CN203364776U
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 肖志全;張勇
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢優(yōu)光科技有限責(zé)任公司
• 主分類號: G01B11/26
• 分類號: G01B11/26;G02B27/30;G02B27/28
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種自準(zhǔn)直儀，尤其是一種帶有偏振分光隔離功能的自準(zhǔn)直儀。

背景技術(shù)

自準(zhǔn)直儀是一種較高精度的計量儀器，主要應(yīng)用于小角度的對比測量，其基本原理是將反射鏡或反射棱鏡的角度變化轉(zhuǎn)化成像的位移，然后通過目視或成像系統(tǒng)接收讀取位移量，然后換算成目標(biāo)的角度變化。由于光路具有可逆性，常用的自準(zhǔn)直儀主要有以下兩種結(jié)構(gòu)。

1、常規(guī)自準(zhǔn)直儀，如圖1所示，包括光源1、反射鏡2、聚焦鏡3、反射目標(biāo)4和接受器5。自準(zhǔn)直儀要避免測量光不會回到光源處，需要采用非軸心設(shè)計，即光源和成像觀測系統(tǒng)位于準(zhǔn)直鏡中心軸線兩側(cè)，同時為了避免光源發(fā)出的光線直接進入目鏡干擾測量，光源和成像系統(tǒng)與準(zhǔn)直鏡中心軸的夾角必須大于成像系統(tǒng)的視場角。在錐體棱鏡、直角棱鏡等自身具備180度反射能力的元件時，由于光線會返回光源處，容易造成原件綜合角無法測量。

2、帶分光棱鏡的自準(zhǔn)直儀如圖2所示，包括光源1、分光棱鏡6、準(zhǔn)直鏡7、反射目標(biāo)4和接受器5，是將光路沿準(zhǔn)直鏡的軸心線布置，但在光路中引入分光棱鏡，在這樣的系統(tǒng)中，光源發(fā)出的光通過分光棱鏡時一部分被反射到準(zhǔn)直透鏡上去，另一部分則穿過分光棱鏡被吸收掉；其中經(jīng)過準(zhǔn)直鏡的光束被探測目標(biāo)反射后又回到準(zhǔn)直鏡，再經(jīng)過分光棱鏡后有一部分光可以透過分光棱鏡，然后被目鏡接收，另外又有一部分光被反射吸收浪費掉。在此過程中，由于光束兩次穿過分光棱鏡時分別處于透射光路和反射光路上，在理想狀況下，Tp:Rp=50：50，同時Ts:Rs=50：50，可以使最終到達(dá)探測系統(tǒng)的能量達(dá)到聚焦系統(tǒng)的25%，然而由于分光棱鏡本身帶有一定的偏振特性，使得兩次穿過分光棱鏡的光會有更大的損耗。通常情況下光源發(fā)出的光在經(jīng)過分光棱鏡反射后到達(dá)目標(biāo)，被目標(biāo)反射后需要透過分光棱鏡，由于兩次穿過分光棱鏡時光都要被分成大致相等的兩束，最后被分光棱鏡浪費的能量往往超過總能量的80%，對于一些本身反射較弱的光學(xué)表面或反射面積較小的物體，系統(tǒng)的信號往往無法在成像系統(tǒng)被檢測到。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的在于提供一種提高儀器探測能力的帶有偏振分光隔離功能的自準(zhǔn)直儀。

實現(xiàn)本實用新型目的的帶有偏振分光隔離功能的自準(zhǔn)直儀，包括偏振分光棱鏡，所述偏振分光棱鏡的上方，從上到下依次設(shè)置有光源、分劃板和聚焦鏡或者從上到下依次設(shè)置有接受器和目鏡；所述偏振分光棱鏡左側(cè)，從左到右依次設(shè)有接受器和目鏡或者光源、分劃板和聚焦鏡；所述偏振分光棱鏡的右側(cè)，從左到右依次設(shè)有1/4波片、準(zhǔn)直鏡和反射目標(biāo)。

所述分劃板為十字刻度板。

本實用新型的有益效果如下：本實用新型的帶有偏振分光隔離功能的自準(zhǔn)直儀，可以較好地隔離光源和探測器，在使用如LED等高偏振度的照明光源時，透過聚焦鏡的能量90%以上最終被探測系統(tǒng)接收，從而提高儀器的探測能力。

附圖說明

圖1為常規(guī)自準(zhǔn)直儀的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為帶分光棱鏡的自準(zhǔn)直儀的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本實用新型的帶有偏振分光隔離功能的自準(zhǔn)直儀的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

本實用新型的實施例如下：如圖3所示，本實用新型的帶有偏振分光隔離功能的自準(zhǔn)直儀，包括偏振分光棱鏡9，所述偏振分光棱鏡9的上方，從上到下依次設(shè)置有光源1、分劃板8和聚焦鏡3或者從上到下依次設(shè)置有接受器5和目鏡11；所述偏振分光棱鏡9左側(cè)，從左到右依次設(shè)有接受器5和目鏡11或者光源1、分劃板8和聚焦鏡3；所述偏振分光棱鏡9的右側(cè)，從左到右依次設(shè)有1/4波片10、準(zhǔn)直鏡7和反射目標(biāo)4。

所述分劃板8為十字刻度板。

本實用新型的工作原理如下：光源1發(fā)出的某種照明光線，光源照亮測量用的分劃板8，經(jīng)過聚焦鏡3后其中的S分量被偏振分光棱鏡9反射，反射的偏振光經(jīng)過沿45度方位角放置的1/4波片10因為相位延遲的緣故變成圓偏振光，然后由準(zhǔn)直鏡7準(zhǔn)直，到達(dá)反射目標(biāo)4，然后被反射目標(biāo)4反射，在返回經(jīng)過準(zhǔn)直鏡7時被匯聚，匯聚光束依舊為圓偏振光，該圓偏振光再穿過波片10時由于相位延遲，成為P方向的偏振光，由于偏振分光棱鏡9允許絕大部分P偏振光透過，目標(biāo)返回的光能量幾乎全部到達(dá)目鏡11后的成像觀測系統(tǒng)，然后由目視觀測或者探測器成像，即可分辨精確得到反射目標(biāo)4返回像的位置信息。