[發明專利]基于差動離焦測量的雙光束平行性檢測裝置與方法

有效

• 申請號: 201410339034.3
• 申請日: 2014-07-10
• 公開（公告）號: CN104154882B
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發明（設計）人: 陸振剛;譚久彬;鄭濤
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G01B11/26
• 分類號: G01B11/26;G01M11/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于差動離焦測量的雙光束平行性檢測方法，在準直物鏡(2)的光軸入射方向上設有待測雙光束(1)，在準直物鏡(2)的光軸出射方向上依次配置分光棱鏡(3)和透射方向高精度圖像采集裝置(4a)，所述透射方向高精度圖像采集裝置(4a)與裝有圖像采集軟件的計算機(5)連接，待測雙光束(1)通過準直物鏡(2)后入射到分光棱鏡(3)上，在分光棱鏡(3)的分光面上均被分為一束透射光束和一束反射光束，所述待測雙光束(1)的透射光束完整入射到透射方向高精度圖像采集裝置(4a)的透射光束圖像采集面(7a)上；在所述待測雙光束(1)經過分光棱鏡(3)的反射光束光路上配置反射方向高精度圖像采集裝置(4b)，所述待測雙光束(1)的反射光束完整入射到反射方向高精度圖像采集裝置(4b)的反射光束圖像采集面(7b)上；所述反射方向高精度圖像采集裝置(4b)與裝有圖像采集軟件的計算機(5)連接；所述準直物鏡(2)在分光棱鏡(3)的透射方向和反射方向分別具有透射焦平面(6a)和反射焦平面(6b)，所述透射焦平面(6a)與透射光束圖像采集面(7a)不重合，所述反射焦平面(6b)與反射光束圖像采集面(7b)不重合，且在透射方向高精度圖像采集裝置(4a)的透射光束圖像采集面(7a)位于準直物鏡(2)的透射焦平面(6a)前部時，反射方向高精度圖像采集裝置(4b)的反射光束圖像采集面(7b)位于準直物鏡(2)的反射焦平面(6b)后部；或者在透射方向高精度圖像采集裝置(4a)的透射光束圖像采集面(7a)位于準直物鏡(2)的透射焦平面(6a)后部時，反射方向高精度圖像采集裝置(4b)的反射光束圖像采集面(7b)位于準直物鏡(2)的反射焦平面(6b)前部，其特征在于：該方法包括以下步驟：

一、在待測雙光束入射準直物鏡之后，調節透射方向高精度圖像采集裝置、反射方向高精度圖像采集裝置的位置，保證透射方向高精度圖像采集裝置、反射方向高精度圖像采集裝置的透射光束圖像采集面、反射光束圖像采集面分別在準直物鏡的透射焦平面前部與反射焦平面后部，或透射光束圖像采集面、反射光束圖像采集面分別在準直物鏡的透射焦平面后部與反射焦平面前部，并且調整透射光束圖像采集面與透射焦平面距離，以及同時調整反射光束圖像采集面與反射焦平面距離，使得透射方向高精度圖像采集裝置、反射方向高精度圖像采集裝置采集的圖像中均可以看到兩個完全分開的完整光斑；

二、使用計算機中的圖像采集軟件得到透射高精度圖像采集裝置中的兩透射光束的光斑圖像，通過圖像處理得到對應的兩光斑質心位置(x₁₁,y₁₁)和(x₁₂,y₁₂)，兩個光斑的質心距離d₁為((x₁₁-x₁₂)²+(y₁₁-y₁₂)²)^0.5，同理得到反射高精度圖像采集裝置中的兩反射光束的光斑質心距離d₂，待測兩光束方向之間的夾角為其中f為準直物鏡的焦距，β用于描述待測雙光束的平行性，式中a₁為透射方向高精度圖像采集裝置(4a)的透射光束圖像采集面(7a)與準直物鏡(2)的透射焦平面(6a)的距離，a₂為反射方向高精度圖像采集裝置(4b)的反射光束圖像采集面(7b)與準直物鏡(2)的反射焦平面(6b)的距離。