[發明專利]光學鏡頭間距測量系統的共聚焦定焦裝置

有效

• 申請號: 202110660621.2
• 申請日: 2021-06-15
• 公開（公告）號: CN113203364B
• 公開（公告）日: 2023-01-03
• 發明（設計）人: 邢利娜;高峰;何益;陳一巍;張欣;史國華
• 申請（專利權）人: 中國科學院蘇州生物醫學工程技術研究所
• 主分類號: G01B11/14
• 分類號: G01B11/14;G01M11/02
• 代理公司: 北京遠大卓悅知識產權代理有限公司 11369
• 代理人: 賀杰

本發明公開了一種光學鏡頭間距測量系統的共聚焦定焦裝置，該光學鏡頭間距測量系統包括低相干掃頻光源、耦合器、參考臂、第一探測器和第一準直器，該共聚焦定焦裝置包括小孔反射鏡、調焦透鏡、聚焦透鏡、針孔板和第二探測器。本發明中，通過設置在聚焦透鏡焦點處的針孔板遮擋非聚焦的能量，形成共焦探測，進而可以根據第二探測器探測到的能量信號確定調焦透鏡的焦點是否剛好聚焦在待測鏡面上，從而可實現調焦透鏡的定焦，操作簡便，易于實現；本發明中，通過小孔反射鏡將測量系統不能進入第一準直器的光能利用起來，提高了測量系統能量的利用率。

技術領域

本發明涉及光學測量技術領域，特別涉及一種光學鏡頭間距測量系統的共聚焦定焦裝置。

背景技術

利用光學相干層析原理(SSOCT)進行光學間距的觸式測量由于具有非接觸性、測量精度高等優點已得到了廣泛應用，但由于現有技術中對于這類測量系統的調焦存在操作復雜等問題，限制了這類測量系統的應用范圍。例如，專利201810447356.8公開了一種光學表面間距非接觸式測量裝置和方法，其通過掃頻光學相干層析(SSOCT)原理進行光學間隔非接觸式測量，單次測量深度可達數十毫米，對于大部分的光學系統可以一次探測完成多個光學表面同時測量，配合參考臂移動進行分段式測量實現大量程，且測量精度完全取決于系統軸向分辨率；在可調焦測量臂增加調焦模組，根據樣品參數選擇合適的聚焦光路，可以更好的收集各光學表面的反射光信號，提高干涉信號強度。但該裝置在測量大量程多鏡片的鏡頭時，沒有辦法準確的將調焦鏡頭的焦點調整到待測鏡面上，進而導致系統在進行復雜的鏡頭測試時信噪比低，需要多次反復調試才能找到理想的光斑聚焦位置。

所以，現在需要一種更可靠的方案。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一種光學鏡頭間距測量系統的共聚焦定焦裝置。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：一種光學鏡頭間距測量系統的共聚焦定焦裝置，該光學鏡頭間距測量系統包括低相干掃頻光源、耦合器、參考臂、第一探測器和第一準直器，該共聚焦定焦裝置包括小孔反射鏡、調焦透鏡、聚焦透鏡、針孔板和第二探測器；

所述低相干掃頻光源發出的光經過所述耦合器后被分為樣品光和參考光，參考光進入所述參考臂后被反射沿原路返回，樣品光進入所述第一準直器被準直為平行光，然后透過所述小孔反射鏡后被所述調焦透鏡聚焦至待測的樣品；

樣品發出的樣品反射光經所述調焦透鏡收集后，其中一部分樣品反射光透過所述小孔反射鏡，并經所述第一準直器后進入所述耦合器，與返回的考光干涉，然后被所述第一探測器接收；其中的另一部分樣品反射光被所述小孔反射鏡反射，然后被所述聚焦透鏡聚焦至所述針孔板，經所述針孔板過濾掉離焦光后被所述第二探測器接收。

優選的是，所述小孔反射鏡為中間帶有橢圓孔的平面反射鏡。

優選的是，所述小孔反射鏡為中心具有針孔且針孔外周鍍有反射膜的玻璃平片。

優選的是，所述小孔反射鏡為鍍有反射膜的玻璃平片，且該玻璃平片中心具有的未鍍膜的可透光的小孔區域。

優選的是，小孔反射鏡與第一準直器出射的平行光之間的夾角為45°。

優選的是，所述調焦透鏡為液體變焦透鏡、機械位移透鏡或者機械位移透鏡組。

優選的是，所述參考臂包括沿光路依次設置的第二準直器、色散匹配棱鏡和可移動平面反射鏡，所述耦合器出射的參考光依次經過所述第二準直器、色散匹配棱鏡后被所述可移動平面反射鏡反射，然后沿原路返回，依次經過所述色散匹配棱鏡、第二準直器后返回至所述耦合器。

本發明的有益效果是：

本發明中，通過設置在聚焦透鏡焦點處的針孔板遮擋非聚焦的能量，形成共焦探測，進而可以根據第二探測器探測到的能量信號確定調焦透鏡的焦點是否剛好聚焦在待測鏡面上，從而可實現調焦透鏡的定焦，操作簡便，易于實現；