CN106767390A - 干涉仪光学*** - Google Patents

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Abstract

本发明提供的一种干涉仪光学***，包括光源、聚光镜、滤光片、视场光阑、分光镜、准直镜、移相器、显微物镜、电荷耦合元件，所述光源发出的光线依次经过所述聚光镜、所述滤光片、所述视场光阑、所述分光镜、所述准直镜、所述移相器、进入所述显微物镜，经所述显微物镜的分光面分光后，一部分光线反射到所述显微物镜的参考反射面，经所述参考反射面反射返回，另一部分光线透过所述显微物镜的分光面到达被测面，经被测面反射返回，再次穿过所述分光面后与经所述参考反射面反射的光线重合，发生干涉并经所述分光镜反射后进入所述电荷耦合元件，产生干涉图样，本发明元件少，结构简单，易于保证镜筒机械加工精度，降低装调难度。

Description

干涉仪光学***
技术领域
本发明属于光学***设计领域，具体涉及一种干涉仪光学***。
背景技术
目前表面形貌测量的方法有很多，主要可分为接触式测量和非接触式测量，接触式测量采用机械接触逐点扫描的方式，时间长，效率低，易划伤零件表面，应用较为受限。非接触式测量包括扫描电子显微镜、扫描探针显微镜、白光干涉仪等等，其中，白光干涉仪基于光学干涉原理，测量时间短、效率高、精度高，在高精度零件特别是光学元件的表面形貌测量中应用广泛。
尽管白光干涉仪在高精度表面形貌测量方面优势明显，但是目前市场上的白光干涉仪产品存在光学***复杂，装调难度大，价格昂贵等不足。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种干涉仪光学***，元件少，结构简单，设计上采用共轴形式，不仅易于保证镜筒机械加工精度，也便于通过定心仪、镜面定位仪等仪器进行辅助装调，降低装调难度。
本发明提供的一种干涉仪光学***，包括光源、聚光镜、滤光片、视场光阑、分光镜、准直镜、移相器、显微物镜、电荷耦合元件(Charge-coupled Device，CCD)，所述光源发出的光线依次经过所述聚光镜、所述滤光片、所述视场光阑、所述分光镜、所述准直镜、所述移相器、进入所述显微物镜，经所述显微物镜的分光面分光后，一部分光线反射到所述显微物镜的参考反射面，经所述参考反射面反射返回，另一部分光线透过所述显微物镜的分光面到达被测面，经被测面反射返回，再次穿过所述分光面后与经所述参考反射面反射的光线重合，发生干涉并经所述分光镜反射后进入所述电荷耦合元件CCD，产生干涉图样。
可选地，所述光源为LED白光光源。
可选地，所述聚光镜为双胶合透镜。
可选地，所述分光镜由两等腰直角三棱镜胶合，通过镀膜处理且具有透射率50％和反射率50％。
可选地，所述准直镜为通过镀膜处理且具有消色差作用的双胶合透镜。
可选地，所述移相器为压电陶瓷驱动。
可选地，所述显微物镜为Mirau型显微物镜，所述显微物镜通过螺纹连接方式与移相器固定连接。
可选地，所述光源、所述聚光镜、所述滤光片、所述视场光阑、所述分光镜、所述准直镜、所述移相器、所述显微物镜共轴。
可选地，所述视场光阑与所述电荷耦合元件CCD像面及被测表面三者成共轭关系。
从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：
本发明所设计的干涉仪光学***元件少，结构简单，设计上采用共轴形式，不仅易于保证镜筒机械加工精度，也便于通过定心仪、镜面定位仪等仪器进行辅助装调，降低装调难度。
附图说明
图1是本发明实施例中一种干涉仪光学***的结构图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
结合图1所示，本发明实施例中提供一种干涉仪光学***，包括光源1、聚光镜2、滤光片3、视场光阑4、分光镜5、准直镜6、移相器7、显微物镜8、电荷耦合元件9，所述光源1发出的光线依次经过所述聚光镜2、所述滤光片3、所述视场光阑4、所述分光镜5、所述准直镜6、所述移相器7、进入所述显微物镜8，经所述显微物镜8的分光面8b分光后，一部分光线反射到所述显微物镜8的参考反射面8a，经所述参考反射面8a反射返回，另一部分光线透过所述显微物镜8的分光面8b到达被测面，经被测面反射返回，再次穿过所述分光面8b后与经所述参考反射面8a反射的光线重合，发生干涉并经所述分光镜5反射后进入所述电荷耦合元件CCD 9，产生干涉图样。
可选地，所述光源1为LED白光光源，本领域普通技术人员可以采用产生白光的光源，对此不做限定。
可选地，所述聚光镜2为双胶合透镜，本领域普通技术人员可以灵活选用，对此不进行限定。
可选地，所述分光镜3由两等腰直角三棱镜胶合，通过镀膜处理，具有透射率50％和反射率50％，本领域普通技术人员可以灵活选用，对此不进行限定。
可选地，所述准直镜6为通过镀膜处理且具有消色差作用的双胶合透镜，本领域普通技术人员可以灵活选用，对此不进行限定。
可选地，所述移相器7为压电陶瓷驱动，具有亚纳米级分辨率及纳米级定位精度，本领域普通技术人员可以灵活选用，对此不进行限定。
可选地，所述显微物镜8为Mirau型显微物镜，所述显微物镜8通过螺纹连接方式与移相器7固定连接，本领域普通技术人员可以灵活选用，对此不进行限定。
可选地，所述光源1、所述聚光镜2、所述滤光片3、所述视场光阑4、所述分光镜5、所述准直镜6、所述移相器7、所述显微物镜8共轴，所述光源1发出的光线依次经过所述聚光镜2、所述滤光片3、所述视场光阑4、所述分光镜5、所述准直镜6、所述移相器7、进入所述显微物镜8，经所述显微物镜8的分光面8b分光后，一部分光线反射到所述显微物镜8的参考反射面8a，经所述参考反射面8a反射返回，另一部分光线透过所述显微物镜8的分光面8b到达被测面，经被测面反射返回，再次穿过所述分光面8b后与经所述参考反射面8a反射的光线重合，发生干涉并经所述分光镜5反射后进入所述电荷耦合元件CCD 9，产生干涉图样。
可选地，所述视场光阑4与所述电荷耦合元件CCD 9像面及被测表面三者成共轭关系。
所述光源1、分光镜5及电荷耦合元件CCD 9三者之间靠空间相对位置关系，保证光源1发出的光线穿过分光镜5到达被测面，经被测面反射回分光镜5，再由分光镜5反射，能够垂直进入电荷耦合元件CCD 9。
本发明所设计的干涉仪光学***元件少，结构简单，设计上采用共轴形式，不仅易于保证镜筒机械加工精度，也便于通过定心仪、镜面定位仪等仪器进行辅助装调，降低装调难度。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的***，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的***，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器(ROM，Read Only Memory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccess Memory)、磁盘或光盘等。
以上对本发明所提供的一种干涉仪光学***进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种干涉仪光学***，其特征在于，包括光源(1)、聚光镜(2)、滤光片(3)、视场光阑(4)、分光镜(5)、准直镜(6)、移相器(7)、显微物镜(8)、电荷耦合元件(9)；
所述光源(1)发出的光线依次经过所述聚光镜(2)、所述滤光片(3)、所述视场光阑(4)、所述分光镜(5)、所述准直镜(6)、所述移相器(7)、进入所述显微物镜(8)，经所述显微物镜(8)的分光面(8b)分光后，一部分光线反射到所述显微物镜(8)的参考反射面(8a)，经所述参考反射面(8a)反射返回，另一部分光线透过所述显微物镜(8)的分光面(8b)到达被测面，经被测面反射返回，再次穿过所述分光面(8b)后与经所述参考反射面(8a)反射的光线重合，发生干涉并经所述分光镜(5)反射后进入所述电荷耦合元件(9)，产生干涉图样。
2.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述光源(1)为LED白光光源。
3.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述聚光镜(2)为双胶合透镜。
4.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述分光镜(3)由两等腰直角三棱镜胶合，通过镀膜处理且具有透射率50％和反射率50％。
5.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述准直镜(6)为通过镀膜处理且具有消色差作用的双胶合透镜。
6.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述移相器(7)为压电陶瓷驱动。
7.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述显微物镜(8)为Mirau型显微物镜，所述显微物镜(8)通过螺纹连接方式与移相器(7)固定连接。
8.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述光源(1)、所述聚光镜(2)、所述滤光片(3)、所述视场光阑(4)、所述分光镜(5)、所述准直镜(6)、所述移相器(7)、所述显微物镜(8)共轴。
9.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述视场光阑(4)与所述电荷耦合元件(9)像面及被测表面三者成共轭关系。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108225209A (zh) * 2017-12-04 2018-06-29 中国特种飞行器研究所 一种立体视觉腐蚀形貌检测装置及检测方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09292207A (ja) * 1996-04-25 1997-11-11 Olympus Optical Co Ltd 膜厚検査装置
US20070013916A1 (en) * 2005-07-18 2007-01-18 Kim Jung H Methods and systems for ultra-precise measurement and control of object motion in six degrees of freedom by projection and measurement of interference fringes
CN201050978Y (zh) * 2007-06-15 2008-04-23 西安普瑞光学仪器有限公司 白光干涉测量样品表面形状精细分布的装置
JP2011085413A (ja) * 2009-10-13 2011-04-28 Nikon Corp 信号解析装置、白色干渉計装置、信号解析方法、及び信号解析プログラム
CN105157625A (zh) * 2015-05-29 2015-12-16 北京航空航天大学 一种基于变焦成像透镜的光纤端面显微干涉测量***
CN105865370A (zh) * 2016-05-23 2016-08-17 华南师范大学 一种白光扫描干涉测量方法与***

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09292207A (ja) * 1996-04-25 1997-11-11 Olympus Optical Co Ltd 膜厚検査装置
US20070013916A1 (en) * 2005-07-18 2007-01-18 Kim Jung H Methods and systems for ultra-precise measurement and control of object motion in six degrees of freedom by projection and measurement of interference fringes
CN201050978Y (zh) * 2007-06-15 2008-04-23 西安普瑞光学仪器有限公司 白光干涉测量样品表面形状精细分布的装置
JP2011085413A (ja) * 2009-10-13 2011-04-28 Nikon Corp 信号解析装置、白色干渉計装置、信号解析方法、及び信号解析プログラム
CN105157625A (zh) * 2015-05-29 2015-12-16 北京航空航天大学 一种基于变焦成像透镜的光纤端面显微干涉测量***
CN105865370A (zh) * 2016-05-23 2016-08-17 华南师范大学 一种白光扫描干涉测量方法与***

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108225209A (zh) * 2017-12-04 2018-06-29 中国特种飞行器研究所 一种立体视觉腐蚀形貌检测装置及检测方法

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