[發明專利]透射鏡聚焦光路裝調系統及透射鏡聚焦光路裝調方法

有效

• 申請號: 201810571479.2
• 申請日: 2018-06-05
• 公開（公告）號: CN110146965B
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發明（設計）人: 蔣杉;孫東松;韓飛;鄭俊;韓於利
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: G02B7/28
• 分類號: G02B7/28
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 謝海燕

本發明提供了透射鏡聚焦光路裝調系統及透射鏡聚焦光路裝調方法，透射鏡聚焦光路裝調系統包括反射模塊、透射鏡、光束出射干涉顯示模塊，在反射模塊和光束出射干涉顯示模塊之間設置有透射鏡，其中，光束出射干涉顯示模塊包括干涉儀及計算機，干涉儀出射的作為裝調光的平行光束的一部分作為檢測光而另一部分作為參考光，檢測光穿過透射鏡后由反射模塊反射而逆向返回干涉儀以形成行進方向與參考光相反的反射光，根據計算機顯示的透射鏡云圖和基于反射光與參考光的干涉圖樣，定位透射鏡及其相對于裝調光的焦點位置，根據透射鏡的色散性質計算透射鏡相對于裝調光及聚焦光的焦點差距，由此，定位透射鏡相對于聚焦光的焦點位置。

技術領域

本發明屬于光電探測技術領域，具體涉及一種透射鏡聚焦光路裝調系統及透射鏡聚焦光路裝調方法，特別是一種結構簡單、定位準確、裝調效率高的透射鏡聚焦光路裝調系統及透射鏡聚焦光路裝調方法。

背景技術

透射鏡是光電探測領域的常用器件，尤其是非球面透射鏡，其能夠使特定波長的光在所設計的距離聚焦從而達成聚焦效果。通常，在指定位置放置光源例如激光源，光源發出的激光經由同軸設置的透射鏡，而在透射鏡的非球面一側近軸區域距透射鏡面為規定距離的點聚焦，由此對該點進行探測，來實現光電探測。具體地，在要求探測位置的精確性的情況下，針對基于光源的激光，要求非球面透射鏡安裝位置的準確性，以使激光聚焦準確而使聚焦點重合于預定的探測點。然而，傳統的人工裝調方法通常借助于試錯法而需要不斷地根據探測點的光信號強度大小來改變光源和非球面透射鏡的相對位置，故調試難度大，耗時長，不利于工程應用等的問題存在。

發明內容

(一)要解決的技術問題

本發明提供了一種透射鏡聚焦光路裝調系統及透射鏡聚焦光路裝調方法，以至少部分解決以上所提出的技術問題。

(二)技術方案

根據本發明的一個方面，提供了一種透射鏡聚焦光路裝調系統，其包括反射模塊、透射鏡、光束出射干涉顯示模塊，其中，在光軸一致狀態下的反射模塊和光束出射干涉顯示模塊之間設置有透射鏡；光束出射干涉顯示模塊包括干涉儀及其連接的計算機，干涉儀出射的作為裝調光的平行光束的一部分作為檢測光而另一部分作為參考光；檢測光穿過透射鏡后由反射模塊反射而逆向返回干涉儀以形成行進方向與參考光相反的反射光；根據計算機顯示的透射鏡云圖和基于反射光與參考光的干涉圖樣，定位透射鏡及透射鏡相對于裝調光的焦點位置，根據透射鏡的色散性質計算透射鏡相對于裝調光及聚焦光的焦點差距，由此，定位透射鏡相對于聚焦光的焦點位置。

在本發明的一些實施例中，反射模塊為反射鏡，該反射鏡的鏡面以使入射光逆向反射的方式形成。

在本發明的一些實施例中，根據透射鏡云圖調整透射鏡的放置角度，根據干涉圖樣調整透射鏡的放置位置，由此，確定在透射鏡聚焦光路裝調系統的主軸上透射鏡的位置、以及透射鏡相對于裝調光的焦點位置。

在本發明的一些實施例中，在反射模塊與透射鏡之間以更靠透射鏡的方式設置有孔徑光闌，該孔徑光闌的口徑中心與透射鏡聚焦光路裝調系統的主軸一致；孔徑光闌的口徑緣與穿過孔徑光闌的檢測光的光束邊緣光線相切。

在本發明的一些實施例中，定位上述相切狀態的孔徑光闌在透射鏡聚焦光路裝調系統的主軸上的位置，按式子(1)計算透射鏡的焦點在透射鏡聚焦光路裝調系統的主軸上距孔徑光闌的位置的距離h，即，

式子(1)：

在此，d為孔徑光闌的口徑值；α為透射鏡相對于裝調光的光束匯聚角。根據孔徑光闌的位置以及透射鏡的焦點距孔徑光闌的距離h，核對透射鏡的焦點位置。

在本發明的一些實施例中，反射鏡為球面反射鏡，透射鏡為近軸區域為平凸形狀的非球面透射鏡，由此，在非球面透射鏡的平面側設置有球面反射鏡，在非球面透射鏡的非球面側設置有干涉儀。