[發明專利]基于負反饋鎖相振動抑制的微小球體表面形貌檢測裝置

有效

• 申請號: 202110307642.6
• 申請日: 2021-03-23
• 公開（公告）號: CN112964197B
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發明（設計）人: 盧丙輝;劉國棟;劉炳國;莊志濤;陳鳳東;甘雨;路程
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G01B11/24
• 分類號: G01B11/24
• 代理公司: 哈爾濱華夏松花江知識產權代理有限公司 23213
• 代理人: 楊曉輝

本發明的基于負反饋鎖相振動抑制的微小球體表面形貌檢測裝置，涉及一種光學小球表面檢測裝置，目的是為了克服現有時域移相點衍射干涉測量方法對于環境振動引入的隨機誤差較為敏感，存在一定量的殘余誤差的問題，包括第一激光器、第二激光器、第一λ/2波片、第二λ/2波片、第三λ/2波片、直角反射鏡、偏振分光棱鏡、第一角錐棱鏡、第二角錐棱鏡、第三角錐棱鏡、鎖相移相器、平面反射鏡、第一二向色鏡、4f系統、第一顯微物鏡、針孔反射鏡、D形反射鏡、第一準直透鏡、λ/4波片、第二顯微物鏡、被測微球、第二準直透鏡、檢偏器、第二二向色鏡、第一單色濾光片、面陣相機、第二單色濾光片和隨機移相量檢測裝置。

技術領域

本發明涉及一種光學小球表面檢測裝置。

背景技術

微小球體是最常用的元器件形態之一，在微機械、微光學、慣性約束聚變中都有著廣泛的用途，其表面形貌質量對于其性能指標、壽命等方面有著顯著的影響，需要進行精確測量。光學干涉測量法具有高精度、高效率、非接觸等突出優點，是目前公認的精密加工表面微觀形貌最佳觀測方法之一，尤其點衍射干涉技術的發明，更是解決了標準參考鏡加工精度不足限制檢測精度的問題，為球面檢測提供了較為理想的檢測手段。

然而，對于微小球體表面形貌的高精度檢測，現有時域移相點衍射干涉測量方法對于環境振動引入的隨機誤差較為敏感，需要采取良好的隔振措施才能正常測量，尤其環境振動中的低頻振動分量很難完全隔絕，通常會存在一定量的殘余誤差，影響最終的測量結果。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有時域移相點衍射干涉測量方法對于環境振動引入的隨機誤差較為敏感，存在一定量的殘余誤差的問題，提供了一種基于負反饋鎖相振動抑制的微小球體表面形貌檢測裝置。

本發明的基于負反饋鎖相振動抑制的微小球體表面形貌檢測裝置，包括第一激光器、第二激光器、第一λ/2波片、第二λ/2波片、第三λ/2波片、直角反射鏡、偏振分光棱鏡、第一角錐棱鏡、第二角錐棱鏡、第三角錐棱鏡、鎖相移相器、平面反射鏡、第一二向色鏡、4f系統、第一顯微物鏡、針孔反射鏡、D形反射鏡、第一準直透鏡、λ/4波片、第二顯微物鏡、被測微球、第二準直透鏡、檢偏器、第二二向色鏡、第一單色濾光片、面陣相機、第二單色濾光片和隨機移相量檢測裝置；

第一激光器所發出的第一線偏振光透射過第一λ/2波片后入射至直角反射鏡的第一反射面；直角反射鏡的第一反射面將第一線偏振光反射轉向90°后入射至偏振分光棱鏡；偏振分光棱鏡在自身的分光面處將第一線偏振光分為第一水平偏振光和第一豎直偏振光；

第一水平偏振光透射過偏振分光棱鏡的分光面后入射至第一角錐棱鏡，該第一水平偏振光經第一角錐棱鏡轉向180°后返回至偏振分光棱鏡，并透射過偏振分光棱鏡的分光面；

第一豎直偏振光經偏振分光棱鏡的分光面反射轉向90°后入射至第三角錐棱鏡，該第一豎直偏振光經第三角錐棱鏡轉向180°后返回至偏振分光棱鏡，且偏振分光棱鏡的分光面將第一豎直偏振光反射轉向90°后與第一水平偏振光合束組成第一合束光束；

第一合束光束入射至直角反射鏡的第二反射面，并經直角反射鏡的第二反射面反射轉向90°后透射過第一二向色鏡；

第二激光器所發出的第二線偏振光透射過第二λ/2波片后入射至偏振分光棱鏡，偏振分光棱鏡在自身的分光面處將第二線偏振光分為第二水平偏振光和第二豎直偏振光；

第二水平偏振光透射過偏振分光棱鏡的分光面；

第二豎直偏振光經偏振分光棱鏡的分光面反射轉向90°后入射至第一角錐棱鏡，該第二豎直偏振光經第一角錐棱鏡轉向180°后入射至第二角錐棱鏡；第二角錐棱鏡將第二豎直偏振光轉向180°后入射至偏振分光棱鏡；偏振分光棱鏡的分光面將該第二豎直偏振光反射轉向90°后與第二水平偏振光合束組成第二合束光束；