[發明專利]勞埃德鏡干涉微小尺度測量裝置

有效

• 申請號: 201610090246.1
• 申請日: 2016-02-17
• 公開（公告）號: CN105526865B
• 公開（公告）日: 2018-04-24
• 發明（設計）人: 呂洪方;譚小平;高熔蔓;王錦根
• 申請（專利權）人: 江漢大學
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00;G01B11/06
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司42104
• 代理人: 俞鴻

技術領域

本發明屬于現代精密測量技術領域，具體涉及一種勞埃德鏡干涉微小尺度測量裝置。

背景技術

利用勞埃德鏡，從光的干涉原理出發，將勞埃德鏡上升高度的變化轉換成干涉條紋間距的改變從而測出物體的厚度，該方法不僅操作簡單，在普通光學實驗室即可完成，適合作為學生實驗，而且具有很高的精度和較強實用性。

現有測量裝置如圖1所示，包括光源1、透鏡2、狹縫裝置3、平面鏡4、光屏5、載物臺6和測微目鏡7，平面鏡與狹縫裝置上的狹縫之間的豎直高度為l，光源發出的光經透鏡、狹縫裝置和平面鏡后在光屏上產生干涉條紋。該裝置測量微薄物體厚度的原理為：

當未放置物體于平面鏡下方時，可測出光屏上的條紋間距為條紋間距通過測目微鏡測量。

當待測物放置于平面鏡下方時，必然會使平面鏡上升，此時平面鏡與狹縫之間的豎直高度由l變為(l-b)，b為待測物的厚度，由于平面鏡重力較小，忽略對物體厚度影響。此時條紋間距為

結合(1)(2)式可得物體厚度

上述測量裝置存在以下缺陷：測量精度受環境溫度、振動等因素影響，測量干涉條紋間距時，人眼觀測條紋時存在誤差；實驗過程中難以確保平面鏡處于水平狀態，將所測物體放置于平面鏡下方時，平面鏡與水平面往往會出現一定角度，這將影響測量結果；且由人眼觀測到數據計算，耗時較長，效率不高。

發明內容

本發明的目的就是為了解決上述背景技術存在的不足，提供一種勞埃德鏡干涉微小尺度測量裝置。

本發明采用的技術方案是：一種勞埃德鏡干涉微小尺度測量裝置，包括光源、透鏡、狹縫裝置、平面鏡和光屏，所述光源發出的光經透鏡、狹縫裝置和平面鏡后在光屏上產生干涉條紋，其特征在于：還包括光電轉化裝置、數據處理模塊、杠桿聯動裝置和底板，所述光電轉化裝置的探測頭與光屏連接，所述光電轉化裝置輸出端與數據處理模塊輸入端電連接，所述平面鏡通過導向裝置安裝于杠桿聯動裝置的一端頂部，杠桿聯動裝置的另一端底部設置載物臺，所述杠桿聯動裝置和導向裝置均固定于底板上。

進一步地，所述杠桿聯動裝置包括支座、轉軸、支板、支架和旋轉塊，所述支座固定于底板上，所述轉軸固定于支座上，所述旋轉塊套在轉軸上，所述支板和支架分別固定于旋轉塊兩端，支板上設有刻度線，所述平面鏡通過導向裝置安裝于支架上，所述載物臺設置于支板底部。

進一步地，所述導向裝置包括橫桿、豎桿和圓柱筒，所述圓柱筒固定于底板上，圓柱筒中心沿軸向開有貫穿的通孔，圓柱筒側壁中部沿徑向開有貫穿的導向孔，通孔與導向孔連通，所述橫桿穿過圓柱筒上的導向孔其兩端套在支架上，所述豎桿底部伸入到圓柱筒的通孔內與圓柱筒內部的橫桿固定連接，所述平面鏡固定于豎桿頂部。

進一步地，所述導向孔沿豎直方向的尺寸大于橫桿沿豎直方向的尺寸，導向孔沿水平方向的尺寸等于橫桿沿水平方向的尺寸。

進一步地，所述支架包括固定板和兩個側安裝板，所述固定板固定于旋轉塊一側，兩個側安裝板分別固定于固定板兩側并垂直于固定板，側安裝板上開有滑孔，所述橫桿兩端分別位于兩個側安裝板的滑孔內。

進一步地，所述滑孔沿豎直方向的尺寸等于橫桿沿豎直方向的尺寸，滑孔沿水平方向的尺寸大于橫桿沿水平方向的尺寸。

進一步地，所述支座位于支板底部的一側設有導軌，所述載物臺安裝于導軌上。

更進一步地，所述光電轉化裝置為光電探測儀。

本發明在現有勞埃德鏡裝置基礎上增設杠桿聯動裝置、光電轉化裝置和數據處理模塊，利用機械杠桿原理將待測物的微小尺度反映在在平面鏡與狹縫的垂直距離上，再通過光電轉化裝置和數據處理模塊對干涉條紋的檢測，即可測得待測物的微小尺度。本發明有效的利用杠桿的原理改變相應的量程，使測量更具有普適性、通用性；采用光電探測儀采集干涉條紋數據，代替人眼完成對干涉條紋的數據收集工作，有效地減小了人眼觀測誤差，提高了測量精度；最后通過數據處理模塊對采集的數據進行處理得到待測物的尺度，方便快捷，效率高。

附圖說明

圖1為現有技術的測量原理圖。

圖2為本發明測量裝置的框架示意圖。

圖3為本發明平面鏡與杠桿聯動裝置的連接示意圖。

圖4為本發明平面鏡與杠桿聯動裝置的正視圖。

圖5為本發明平面鏡與杠桿聯動裝置的俯視圖。