[發明專利]電光晶體通光面法線與Z軸偏離角的測量裝置及其測量方法

有效

• 申請號: 201710097530.6
• 申請日: 2017-02-22
• 公開（公告）號: CN106918309B
• 公開（公告）日: 2019-12-03
• 發明（設計）人: 劉世杰;張志剛;魯棋;邵建達;周游;倪開灶;徐天柱;馬嘯
• 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: G01B11/26
• 分類號: G01B11/26
• 代理公司: 31317 上海恒慧知識產權代理事務所(特殊普通合伙)
• 代理人: 張寧展<國際申請>=<國際公布>=<進入

1.一種采用電光晶體通光面法線與Z軸偏離角的測量裝置測量電光晶體的通光面法線與Z軸偏離角的方法，該測量裝置包含：激光器(1)、第一透鏡(2)、空間濾波器(3)、第二透鏡(4)、起偏器(5)、第三透鏡(6)、待測電光晶體(7)、分光鏡(8)、數字光電內調焦自準直儀(9)、第四透鏡(10)、檢偏器(11)、成像透鏡(12)、探測器(13)和計算機處理系統(14)；沿所述的激光器(1)出射的激光方向依次是所述的第一透鏡(2)、空間濾波器(3)、第二透鏡(4)、起偏器(5)、第三透鏡(6)和分光鏡(8)；輸入的激光經所述的分光鏡(8)分為反射光和透射光，在所述的反射光方向設置所述的數字光電內調焦自準直儀(9)；沿所述的透射光方向依次是所述的第四透鏡(10)、檢偏器(11)、成像透鏡(12)和探測器(13)，所述的探測器(13)的輸出端與計算機處理系統(14)的輸入端相連，所述的起偏器(5)和檢偏器(11)的偏振方向相互垂直，所述的第三透鏡(6)和第四透鏡(10)嚴格共軛；其特征在于，該方法包括以下步驟：

A)先不放入待測電光晶體(7)，打開激光器(1)，調節所述的數字光電內調焦自準直儀(9)的焦距，使激光經所述的分光鏡(8)的反射光到達所述的數字光電內調焦自準直儀(9)的成像系統時光斑盡可能小；

B)調整所述的數字光電內調焦自準直儀(9)，使光斑位于數字光電內調焦自準直儀(9)的中心位置；

C)關閉所述的激光器(1)，將所述的待測電光晶體(7)的通光面置于所述的第三透鏡(6)和第四透鏡(10)的公共焦平面，調節所述的數字光電內調焦自準直儀(9)的焦距使數字光電內調焦自準直儀(9)發出光束為平行光，調整待測電光晶體(7)的姿態，使待測電光晶體(7)表面反射的光斑位于所述的數字光電內調焦自準直儀(9)的成像系統的中心位置；

D)關閉所述的數字光電內調焦自準直儀(9)的光源，打開所述的激光器(1)，計算機處理系統(14)通過所述的探測器(13)采集錐光干涉圖，記錄光軸出露點的位置；

E)旋轉所述的待測電光晶體(7)一定角度，重復上述步驟A、B、C、D再次記錄出光軸出露點的位置；

F)多次重復E步驟，完成多次測量，得到多組光軸出露點位置，利用最小二乘法擬合出光軸出露點的軌跡為圓形，該圓形的圓心位置坐標即為待測電光晶體(7)表面法線對應位置的坐標x₀，y₀；

G)計算待測電光晶體7的Z軸偏離角的方法為：假設光軸出露點的坐標為x₁，y₁，待測電光晶體(7)的表面法線對應的位置坐標為x₀，y₀，第三透鏡(6)焦距為f，第三透鏡(6)處的光束口徑為D，所述的探測器(13)上光斑直徑對應的像素數為N；

系統產生的錐光的錐角θ為：θ＝2arctan(D/2f)，

每個像素對應的角度大小，即角度分辨率Δθ為：

Δθ＝θ/N＝2arctan(D/2f)/N≈D/Nf，

待測電光晶體(7)的通光面法線與Z軸偏離角α為：