[發(fā)明專利]一種測(cè)量光源平行性的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911050909.7
• 申請(qǐng)日: 2019-10-31
• 公開（公告）號(hào): CN110646171B
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張雪鵬;馬俊林;曾琪峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所
• 主分類號(hào): G01M11/02
• 分類號(hào): G01M11/02
• 代理公司: 長春眾邦菁華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 22214
• 代理人: 李青

1.一種測(cè)量光源平行性的方法，測(cè)量設(shè)備包括：待測(cè)光源、測(cè)量光柵和CCD相機(jī)，其特征在于，該方法包括如下步驟：

步驟一：將待測(cè)光源、測(cè)量光柵和CCD相機(jī)沿光軸依次設(shè)置，所述測(cè)量光柵的圖形為十字形，所述十字形由多個(gè)周期條紋組成；

步驟二：在所述CCD相機(jī)上設(shè)置十字形，所述CCD相機(jī)的十字形的寬度與測(cè)量光柵的十字形寬度相同，所述CCD相機(jī)的十字形的長度和高度小于測(cè)量光柵的十字形的長度和高度；

步驟三：待測(cè)光源發(fā)光照射到測(cè)量光柵上，將測(cè)量光柵上面的十字形投影到CCD相機(jī)上；調(diào)整所述測(cè)量光柵和CCD相機(jī)的位置，使所述CCD相機(jī)上設(shè)置的十字形的寬度與所述測(cè)量光柵投影到CCD相機(jī)上圖像的寬度重合，完成待測(cè)光源、測(cè)量光柵和CCD相機(jī)位置的校準(zhǔn)；

步驟四：在CCD相機(jī)上，當(dāng)測(cè)量光柵水平方向的第M個(gè)條紋的投影位于所述CCD相機(jī)上設(shè)置的十字形水平方向的邊緣時(shí)，待測(cè)光源發(fā)出的光為平行光；當(dāng)測(cè)量光柵水平方向的第M個(gè)條紋的投影在位于所述CCD相機(jī)上設(shè)置的十字形水平方向邊緣的外部時(shí)，判斷待測(cè)光源的光線是發(fā)散的；當(dāng)測(cè)量光柵水平方向的第M個(gè)條紋的投影在位于所述CCD相機(jī)上設(shè)置的十字形水平方向邊緣的內(nèi)部時(shí)，判斷待測(cè)光源的光線是匯聚的；根據(jù)已知的測(cè)量光柵與CCD相機(jī)的距離，和通過CCD相機(jī)測(cè)量到第M個(gè)條紋距離所述CCD相機(jī)上設(shè)置的十字形水平方向邊緣的距離，計(jì)算出光線的發(fā)散角度或者是匯聚角度，實(shí)現(xiàn)了一種測(cè)量光源平行性的方法。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測(cè)量光源平行性的方法，其特征在于，步驟一所述的周期條紋包括水平周期條紋和豎直周期條紋；兩種條紋結(jié)構(gòu)相同，所述水平周期條紋和豎直周期條紋都為明暗相間的周期條紋，黑白比為1:1，暗條紋為封閉的區(qū)域，明條紋為透光區(qū)域。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測(cè)量光源平行性的方法，其特征在于，在所述CCD相機(jī)前設(shè)置一個(gè)放大倍率大于1的遠(yuǎn)心鏡頭。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測(cè)量光源平行性的方法，其特征在于，所述步驟四中：在CCD相機(jī)上，當(dāng)測(cè)量光柵水平方向有M個(gè)條紋的投影位于所述CCD相機(jī)上設(shè)置的十字形水平方向的邊緣和邊緣內(nèi)時(shí)，待測(cè)光源發(fā)出的光為平行光；當(dāng)測(cè)量光柵水平方向有M-X個(gè)條紋的投影位于所述CCD相機(jī)上設(shè)置的十字形水平方向邊緣和邊緣內(nèi)時(shí)，判斷待測(cè)光源的光線是發(fā)散的；當(dāng)測(cè)量光柵的投影在水平方向有M+X個(gè)條紋位于所述CCD相機(jī)上設(shè)置的十字形水平方向邊緣和邊緣內(nèi)時(shí)，判斷待測(cè)光源的光線是匯聚的；根據(jù)二分之X個(gè)條紋的寬度比上已知的測(cè)量光柵與CCD相機(jī)的距離，得到發(fā)散角或者匯聚角的正切值。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測(cè)量光源平行性的方法，其特征在于，所述發(fā)散角為θ=arctanMtX/2L(M-X)，匯聚角為θ=arctanMtX/2L(M+X)，其中t為測(cè)量光柵條紋的寬度，L為測(cè)量光柵與CCD相機(jī)的距離。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測(cè)量光源平行性的方法，其特征在于，所述步驟四中：在CCD相機(jī)上，當(dāng)測(cè)量光柵的投影在水平方向的距離為D，且D內(nèi)有M個(gè)條紋時(shí)，待測(cè)光源發(fā)出的光為平行光；當(dāng)測(cè)量光柵的投影在水平方向的距離為D₁，且D₁大于D時(shí)，判斷待測(cè)光源的光線是發(fā)散的；當(dāng)測(cè)量光柵的投影在水平方向的距離為D₂，且D₂小于D時(shí)，判斷待測(cè)光源的光線是匯聚的；根據(jù)二分之D₁減D的距離比上已知的測(cè)量光柵與CCD相機(jī)的距離，得到發(fā)散角的正切值；根據(jù)二分之D減D₂的距離比上已知的測(cè)量光柵與CCD相機(jī)的距離，得到匯聚角的正切值。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種測(cè)量光源平行性的方法，其特征在于，所述發(fā)散角為θ=arctan（D₁-D）/2L，匯聚角為θ=arctan（D-D₂）/2L，其中L為測(cè)量光柵與CCD相機(jī)的距離。

8.根據(jù)權(quán)利要求1、4或6所述的一種測(cè)量光源平行性的方法，其特征在于，所述步驟四中，水平方向替換成垂直方向。