[實用新型]一種用會聚光檢測透鏡面形用組合式偏振分光器檢測裝置

有效

• 申請號: 201520473759.1
• 申請日: 2015-06-30
• 公開（公告）號: CN204705326U
• 公開（公告）日: 2015-10-14
• 發明（設計）人: 王敏;黃德煒;王芬;林峰
• 申請（專利權）人: 福建師范大學
• 主分類號: G01B11/24
• 分類號: G01B11/24
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊

技術領域

本實用新型涉及偏振相干技術檢測面型偏差技術領域，特別適用于無損檢驗球面鏡片曲率半徑偏差、象散偏差、局部偏差，是一種用會聚光檢測透鏡面形用組合式偏振分光器檢測裝置。

背景技術

目前，檢驗拋光后的光學零件面形偏差通常采用光學樣板或干涉儀檢測，檢驗方法都是根據光的干涉原理，在光學車間檢驗光學零件的面形偏差，常用的方法有干涉圖樣法和陰影法。干涉圖樣法可分為接觸法（即樣板法）和非接觸法（即干涉儀法）。

在光學車間光學鏡片面形偏差檢測通常采用光學樣板法，而鏡片下盤后出廠前的終檢采用干涉儀檢測法。二者都是根據光的干涉原理，通過觀察到的干涉條紋的數目、形狀、變化狀態和顏色來確定鏡片的面形偏差。樣板法檢測需要將待測鏡片和光學樣板直接接觸，加壓觀察，這種檢測方法不僅對鏡片的表面光潔度造成一定程度的破壞，多次測量還會使光學樣板磨損，給測量結果帶來誤差，造成反復返工甚至報廢、大大降低了生產效率、增加了生產成本。干涉儀（以美國zego為例）屬于非接觸無損檢測，測量精度高，但價格昂貴，而且測量范圍受到標準鏡頭相關孔徑的限制，需要多種規格的標準鏡頭，并且需要一定長度的導軌來實現基準面的球心從待測透鏡的球面頂點移動到與被測面的球心重合，通過測量移動的距離獲得待測透鏡的曲率半徑。干涉圖不能反映曲率半徑相對名義值的偏差，不適用于車間的在線檢測。

專利申請號CN201010550796“透鏡面形偏差檢測裝置及其方法”公開了一種小型球面干涉儀，該干涉儀使用兩個完全相同的等邊直角棱鏡膠合而成的分光棱鏡（結合面鍍有半反半透膜），將檢測光束分成透射和反射兩束光，分別照射在待測鏡片和光學樣板上反射在接收屏上形成干涉條紋，它用于無損檢驗球面鏡片偏差。但這種方法無法消除光源的亮斑和雜散光，采集到的干涉條紋對比度較差；且用平行光作為檢測光，要求檢測裝置各光學元件口徑較大，且光能利用率較低，產生的背景噪聲較大，嚴重影響圖像質量，使后期圖像處理的誤差變大。

發明專利200310122011.9“改進型邁克爾遜干涉儀”公開了一種分光器，該分光器是由兩片完全相同的等邊直角棱鏡膠合而成的分光棱鏡，且在膠合面上鍍有一層半透半反膜，它可以實現光束的透鏡和反射。它用于波長的測定，未應用到透鏡的面形偏差檢測。

實用新型內容

本實用新型的目的是針對以上不足之處，提供了一種檢測精度高，使用方便的用會聚光檢測透鏡面形用組合式偏振分光器檢測裝置。

本實用新型解決技術問題所采用的方案是，一種用會聚光檢測透鏡面形用組合式偏振分光器檢測裝置，包括組合式偏振分光器，所述組合式偏振分光器的正下方設置有激光擴束鏡，所述組合式偏振分光器與激光擴束鏡之間設置有標準聚光鏡，所述激光擴束鏡的正下方設置有檢測光源，所述組合式偏振分光器的正上方設置有光學樣板，所述組合式偏振分光器的正左方設置有接收屏。

進一步的，所述組合式偏振分光器包括由兩個相同的等腰直角三棱鏡膠合而成的立方棱鏡，其中一個等腰直角三棱鏡的膠合面鍍有偏振分光介質膜。

進一步的，所述立方棱鏡的周側膠合有檢偏器、起偏器和1/4波片，所述檢偏器設置于立方棱鏡的正左側，所述起偏器設置于立方棱鏡的正下側，所述立方棱鏡的正上側和正右側均設置有1/4波片。

進一步的，所述激光擴束鏡包括擴束鏡和光束整形鏡，所述擴束鏡設置于激光擴束鏡的下部，所述光束整形鏡設置于激光擴束鏡的上部。

進一步的，所述光學樣板上設置有用于調整光波相位的壓電陶瓷移相器，所述接收屏光軸線與等腰直角三棱鏡的膠合面形成的角度為?45°。

進一步的，所述檢測光源、激光擴束鏡、標準聚光鏡和起偏器以及光學樣板的光軸線重合，所述接收屏的光軸線與檢偏器的光軸線重合，所述接收器的光軸線和光學樣板的光軸線均與等腰直角三棱鏡的膠合面中心相交，所述光學樣板的曲率中心與標準聚光鏡的后焦點重合。

與現有技術相比，本實用新型具有以下有益效果：本實用新型采用偏振干涉的方法使兩相干光束有近似相等的光強，可調的條紋亮度，能實現抑制雜散光等光學噪聲的影響，大大提高鏡片檢測的精度，使用聚光束作為檢測光束，在相同條件下相比于平行光，可以擴大檢測口徑，使用方便。

附圖說明

下面結合附圖對本實用新型做進一步說明。

圖1為平行光束簡圖。

圖2為會聚光束簡圖。

圖3為本實用新型的光路原理示意圖。

圖4為本實用新型的組合式偏振分光器構造示意圖。

圖5為會聚光與平行光的函數曲線圖。