CN112051661B - 一种基于单色***的多限位标准球面镜头 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种基于单色***的多限位标准球面镜头，属于激光干涉仪用标准镜头领域，可以在多种波长下工作，其特征在于，包括：镜头主体，具有第一镜筒以及设置在第一镜筒内的单波长透镜组；以及移动透镜单元，具有套设在第一镜筒上的第二镜筒以及设置在第二镜筒内的参考透镜，用于获得使用波长，其中，单波长透镜组与参考透镜互相平行且光轴重合，第一镜筒的外壁设置有第一限位件，第二镜筒远离参考透镜的端面设置有活动件，当活动件移动至第一位置时，活动件与第一限位件相抵接，移动透镜单元获得第一使用波长，当活动件移动至第二位置时，活动件与第二限位件相抵接，移动透镜单元获得第二使用波长。

Description

一种基于单色***的多限位标准球面镜头
技术领域
本发明属于激光干涉仪用标准镜头领域，具体涉及一种基于单色***的多限位标准球面镜头。
背景技术
不同的光学***需要根据要求在特定波段设计，干涉仪可以对光学***的波像差，***整体成像质量进行检测，这个过程是***最终调整和质量检验的关键。
激光干涉仪的工作波长主要为单一波长，而光学***的应用非常广泛且多变，如光刻***、DVD和红外成像***等都需要特定波长进行检测，以显示其所需要的波长变化的要求，因此干涉仪公司根据不同的波长制造特定的干涉仪。现有的产品包括405nm、543.5nm、632.8nm、1053nm和1064nm等干涉仪。
目前，标准球面镜头根据波长设计，标准镜头的性能指标很高，且需要保证参考面的球心与标准镜头的焦点重合，当改变使用波长时，由于镜头的焦点发生变化，导致标准镜头无法使用，因此标准球面镜头只能在其设计波长下使用，即标准球面镜头为单波长镜头。每种特殊波长激光干涉仪都需要额外配置相应的标准球面镜头，而标准球面镜头中的用于作为参考表面的透镜，由于需要使用高档材料且面形加工精度高，所以造价昂贵。
此外专利CN210222343U公开了一种可变波长标准球面镜头，通过改变透镜间隔的方式改变标准镜头的工作波长，虽然该标准镜头能够改变工作波长，但由于机械加工公差的限制以及光学***的调整精度的影响，在实际中这种方法设计出的镜头仅适用于公差较松，相对孔径较小(F数较大)的标准球面镜头，而很多更小F数可变波长标准球面镜头无法使用相同的方法加工制造。
发明内容
为解决上述问题，提供一种基于单色***的多限位标准球面镜头，本发明采用了如下技术方案：
本发明提供了一种基于单色***的多限位标准球面镜头，可以在多种波长下工作，其特征在于，包括：镜头主体，具有第一镜筒以及设置在第一镜筒内的单波长透镜组；以及移动透镜单元，具有套设在第一镜筒上的第二镜筒以及设置在第二镜筒内的参考透镜，用于获取第一使用波长以及第二使用波长，其中，单波长透镜组与参考透镜互相平行且光轴重合，第一镜筒的外壁设置有第一限位件，第二镜筒远离参考透镜的端面设置有活动件，第一镜筒靠近参考透镜的端面设置有第二限位件，第一限位件与活动件相抵接限制移动透镜单元向靠近第一镜筒的方向移动，当活动件移动至第一位置时，活动件与第一限位件相抵接，移动透镜单元获得第一使用波长，活动件与第二限位件相抵接限制移动透镜单元向远离第一镜筒的方向移动，当活动件移动至第二位置时，活动件与第二限位件相抵接，移动透镜单元获得第二使用波长。
本发明提供的基于单色***的多限位标准球面镜头，还可以具有这样的特征，其中，第一限位件靠近第二镜筒的一面为第一限位面，活动件具有面对第一限位面设置的第二限位面，以及面对参考透镜设置的第三限位面，第二限位件面对活动件的一面为第四限位面，第一限位面与第二限位面相抵接限制移动透镜单元向靠近第一镜筒的方向移动，当第一限位面与第二限位面相抵接时，单波长透镜组与参考透镜之间的距离为第一距离，移动透镜单元获得第一使用波长，第三限位面与第四限位面相抵接限制移动透镜单元向远离第一镜筒的方向移动，当第三限位面与第四限位面相抵接时，单波长透镜组与参考透镜之间的距离为第二距离，移动透镜单元获得第二使用波长。
本发明提供的基于单色***的多限位标准球面镜头，还可以具有这样的特征，其中，多限位标准球面镜头的F数为2.8，口径为4英寸，第一距离为6mm，第二距离为15.07mm，当单波长透镜组与参考透镜之间的距离为第一距离时，多限位标准球面镜头的第一使用波长为632.8nm，当单波长透镜组与参考透镜之间的距离为第二距离时，多限位标准球面镜头的第二使用波长为1064nm。
本发明提供的基于单色***的多限位标准球面镜头，还可以具有这样的特征，还包括：活动限位件，第一镜筒的外壁设置有向第一镜筒轴向延伸的凸部，活动限位件设置在凸部靠近第二镜筒的一端以及第二镜筒靠近第一限位件的一端上，并与第一镜筒以及第二镜筒活动连接，活动限位件与活动件相抵接限制移动透镜单元向远离第一镜筒的方向移动，当活动件移动至第三位置时，活动件与活动限位件相抵接，移动透镜单元获得第三使用波长。
本发明提供的基于单色***的多限位标准球面镜头，还可以具有这样的特征，其中，活动件还具有面对活动限位件设置的第五限位面，活动限位件具有面对活动件设置的第六限位面，第五限位面与第六限位面相抵接限制移动透镜单元向远离第一镜筒的方向移动，当第一限位面与第二限位面相抵接时，透镜组与参考透镜之间的距离为第三距离，移动透镜单元获得第三使用波长。
本发明提供的基于单色***的多限位标准球面镜头，还可以具有这样的特征，其中，多限位标准球面镜头的F数为2.8，口径为4英寸，第一距离为5mm，第二距离为9.65mm，第三距离为18.8mm，当单波长透镜组与参考透镜之间的距离为第一距离时，多限位标准球面镜头的第一使用波长为532nm，当单波长透镜组与参考透镜之间的距离为第二距离时，多限位标准球面镜头的第二使用波长为632.8nm，当单波长透镜组与参考透镜之间的距离为第二距离时，多限位标准球面镜头的第三使用波长为1064nm。
本发明提供的基于单色***的多限位标准球面镜头，还可以具有这样的特征，其中，多限位标准球面镜头的F数为3.3，口径为6英寸，第一距离为7.38mm，第二距离为15.75mm，第三距离为32.26mm，当单波长透镜组与参考透镜之间的距离为第一距离时，多限位标准球面镜头的第一使用波长为532nm，当单波长透镜组与参考透镜之间的距离为第二距离时，多限位标准球面镜头的第二使用波长为632.8nm，当单波长透镜组与参考透镜之间的距离为第二距离时，多限位标准球面镜头的第三使用波长为1064nm。
本发明提供的基于单色***的多限位标准球面镜头，还可以具有这样的特征，其中，单波长透镜组包括至少一个透镜。
本发明提供的基于单色***的多限位标准球面镜头，还可以具有这样的特征，其中，单波长透镜组的透镜均为标准球面透镜。
本发明提供的基于单色***的多限位标准球面镜头，还可以具有这样的特征，其中，活动件与第二镜筒一体成型。
发明作用与效果
根据本发明的基于单色***的多限位标准球面镜头，可在多种波长下使用，包括镜头主体、移动透镜单元、活动件以及两个限位件，移动透镜单元可以沿镜头主体的轴向移动，且通过活动件以及两个限位件进行限位。并且单波长透镜组以及参考透镜互相平行且光轴重合，通过改变单波长透镜组以及参考透镜之间的距离，就可以改变多限位标准球面镜头的工作波长，可以应用于不同波长的干涉仪，提高了标准球面镜头的使用效率，节约设计和制造不同波长标准镜头的成本。进一步地，本发明的多限位标准球面镜头可以实现在需要每个不同的工作波长下，有直接的机械结构进行限位功能，相比于只有调节功能但没有限位功能的镜头，提高了光学***更换波长时定位的精度，使得本实施例的多限位标准球面镜头可以适用于孔径较大(F数较小)的标准球面镜头。
附图说明
图1是本发明实施例一的多限位标准球面镜头的结构示意图；
图2是本发明实施例一的多限位标准球面镜头的剖视结构示意图；
图3是本发明实施例一的工作波长为632.8nm的透镜结构示意图；
图4是本发明实施例一的工作波长为1064nm的透镜结构示意图；
图5是本发明实施例一的镜头在632.8nm下的波前图；
图6是本发明实施例一的镜头在1064nm下的波前图；
图7是本发明实施例二的多限位标准球面镜头的结构示意图a；
图8是本发明实施例二的工作波长为532nm的透镜结构示意图；
图9是本发明实施例二的多限位标准球面镜头的结构示意图b；
图10是本发明实施例二的工作波长为632.8nm的透镜结构示意图；
图11是本发明实施例二的多限位标准球面镜头的结构示意图c；
图12是本发明实施例二的工作波长为1064nm的透镜结构示意图；
图13是本发明实施例二的镜头在532nm下的波前图；
图14是本发明实施例二的镜头在632.8nm下的波前图；
图15是本发明实施例二的镜头在1064nm下的波前图；
图16是本发明实施例三的工作波长为532nm的透镜结构示意图；
图17是本发明实施例三的工作波长为632.8nm的透镜结构示意图；
图18是本发明实施例三的工作波长为1064nm的透镜结构示意图；
图19是本发明实施例三的镜头在532nm下的波前图；
图20是本发明实施例三的镜头在632.8nm下的波前图；
图21是本发明实施例三的镜头在1064nm下的波前图。
具体实施方式
本发明所涉及的多限位标准球面镜头通过变焦原理实现工作波长的改变，具体来说：当标准镜头的工作波长发生改变时，标准镜头的后截距发生变化；根据光焦度计算公式，改变镜头中透镜之间的距离可以改变***的焦距，以补偿波长所引起焦距的变化，相当于将通常调整后截距适用波长的方式改为调整镜头内部透镜间隔代替。本发明的多限位标准球面镜头采用小F数标准球面镜头，设计波长为常用的干涉仪镜头工作波长。
以下结合附图以及实施例来说明本发明的具体实施方式。
<实施例一>
本实施例提供一种基于单色***的多限位标准球面镜头，可在2种波长下使用。
图1是本发明实施例一的多限位标准球面镜头的结构示意图，图2是本发明实施例一的多限位标准球面镜头的剖视结构示意图。
如图1以及图2所示，本实施例一的多限位标准球面镜头100的F数为2.8，口径为4英寸，包括镜头主体11、移动透镜单元12、第一限位件13、以及第二限位件14。
镜头主体11包括第一镜筒111以及单波长透镜组。
第一镜筒111外壁设置沿第一镜筒111轴向延伸的凸部111a。第一镜筒111的内壁设置有平行的三个第一卡槽。
单波长透镜组至少包括一个透镜，在本实施例中，单波长透镜组包括第一透镜112、第二透镜113以及第三透镜114。第一透镜112、第二透镜113以及第三透镜114分别固定在第一镜筒111的第一卡槽中。第一透镜112、第二透镜113以及第三透镜114互相平行且光轴重合。本实施例中，第一透镜112为正弯月ZK11透镜，第二透镜113为正弯月ZK11透镜，第三透镜114为正弯月ZK11透镜。
移动透镜单元12包括第二镜筒121以及参考透镜122。
第二镜筒121套设在第一镜筒111上，且与第一镜筒111的相对位置不固定。本实施例中，第二镜筒121具有连接部121a(即为权利要求中的活动件，本实施例活动件与第二镜筒一体成型)，设置在第二镜筒121远离参考透镜122的一端且略向第一镜筒111的外壁延伸。连接部121a设有内螺纹，第一镜筒111靠近参考透镜122的一侧设有外螺纹，连接部121a的内螺纹的长度小于第一镜筒111的外螺纹的长度，两者相匹配使移动透镜单元12可以沿第一镜筒111的轴向移动。
第二镜筒121远离参考透镜122的端面为第一限位面，第二镜筒121的连接部121a靠近参考透镜122端面为第二限位面。
其他实施例中，连接部121a也可以为单独的连接件，即为权利要求中的活动件，只要能固定到第二镜筒121上并与第一镜筒111活动连接，且具有两个限位面，形状也可以根据实际进行设计。
第二镜筒121的内壁上设置有第二卡槽，用于固定参考透镜122，参考透镜212与第一透镜112、第二透镜113以及第三透镜114平行且光轴重合。
第一透镜112、第二透镜113以及第三透镜114以及参考透镜122均为标准球面透镜。
图3是本发明实施例一的工作波长为632.8nm的透镜结构示意图。
第一限位件13固定在第一镜筒111的凸部111a靠近第二镜筒121的一面上，面对第二镜筒121的一面为第三限位面。第三限位面与第二镜筒121的第一限位面相抵接限制移动透镜单元12沿第二镜筒121的轴向向靠近第一镜筒111的方向移动，且相抵接时，如图3所示，第三透镜124以及参考透镜122之间的距离为第一距离A1，即移动透镜单元12移动至第一位置，移动透镜单元12获得第一使用波长。
图4是本发明实施例一的工作波长为1064nm的透镜结构示意图。
第二限位件14固定在第一镜筒111靠近参考透镜122的端面上，长度略大于第一镜筒111的端面的长度。第二限位件14面对第二镜筒121的连接部121a的端面为第四限位面，第四限位面与连接部121a的第二限位面相抵接限制移动透镜单元12沿第二镜筒121的轴向向远离第一镜筒111的方向移动，且相抵接时，如图4所示，第三透镜114以及参考透镜122之间的距离为第二距离A2，即移动透镜单元12移动至第二位置，移动透镜单元12获得第二使用波长。
表1为本实施例中的多限位标准球面镜头的每个限位、使用波长以及第三透镜与参考透镜的间隔的对应关系表。
第一距离A1 第二距离A2
波长(nm) 632.8 1064
间隔(mm) 6 15.07
如表1以及图3～图4所示，当第一限位面与第三限位面相抵接时，第三透镜114与参考透镜122之间的间隔第一距离A1为6mm，多限位标准球面镜头100的工作波长为第一使用波长632.8nm；当第二限位面与第四限位面相抵接时，第三透镜114与参考透镜121之间的间隔第二距离A2为15.07mm，多限位标准球面镜头100的工作波长为第二使用波长1064nm。
图5是本发明实施例一的镜头在632.8nm下的波前图，图6是本发明实施例一的镜头在1064nm下的波前图。
如图5以及图6所示，本实施例的多限位标准球面镜头100通过改变透镜间的间隔在不同波长下PV值均小于λ/10(λ＝632.8nm，即60nm，标准球面镜头可以提供PV值小于λ/10的标准球面波前)。其中632.8nm波前PV值5.63nm，1064nm波前PV值40.964nm。
本实施例的多限位标准球面镜头100的三限位工作过程如下：
当需要的工作波长为632.8nm时，将多限位标准球面镜头100的沿第二镜筒121的径向旋转移动透镜单元12，通过螺纹使移动透镜单元12沿第一镜筒111的轴向并靠近第一镜筒111的方向移动，直至第二镜筒121的第一限位面与第一限位件13的第三限位面相抵接。
当需要的工作波长为1064nm时，沿第二镜筒121的径向旋转移动透镜单元12，通过螺纹使移动透镜单元12沿第一镜筒111的轴向并远离第一镜筒111的方向移动，直至第二镜筒的第二限位面与第二限位件14的第四限位面相抵接。
实施例作用与效果
根据本实施例提供的基于单色***的多限位标准球面镜头，可在多种波长下使用，包括镜头主体、移动透镜单元、第一限位件、活动件以及第二限位件，移动透镜单元可以沿镜头主体的轴向移动，且通过活动件以及两个限位件进行限位。并且单波长透镜组以及参考透镜互相平行且光轴重合，通过改变单波长透镜组以及参考透镜之间的距离，就可以改变多限位标准球面镜头的工作波长，可以应用于不同波长的干涉仪，提高了标准球面镜头的使用效率，节约设计和制造不同波长标准镜头的成本。进一步地，本实施例的多限位标准球面镜头可以实现在需要每个不同的工作波长下，有直接的机械结构进行限位功能，相比于只有调节功能但没有限位功能的镜头，提高了定位精度，使得本实施例的多限位标准球面镜头可以适用于孔径较大(F数较小)的标准球面镜头。
进一步地，当多限位标准球面镜头的F数为2.8，口径为4英寸，本实施例的第一限位件以及第二限位件进行限位得到的单波长透镜组与参考透镜之间的距离分别为6mm以及15.07mm，相对应的使用波长分别为632.8nm以及1064nm。这样，只需要将移动透镜单元调节进行不同的限位，就可以得到不同的使用波长。且上述二个波长为激光干涉仪常用波长，因此可以满足激光干涉仪的变波长需要，设计得到的单波长透镜与参考透镜之间的距离差也适中，使得本实施例的镜头的部件分布合理。在用于激光干涉仪时不需单独设计不同波长的标准球面透镜，节省了成本。
进一步地，本实施例的多限位标准球面镜头根据不同的标准球面镜头的F数以及不同的口径，可以改变单波长透镜组的透镜个数以及限位件的位置，得到需要的工作波长，增加了本实施例的的多限位标准球面镜头的应用范围。
进一步地，本实施例的多限位标准球面镜头还包括活动限位件，与第一镜筒以及第二镜筒活动连接，且具有三个限位面，可以与活动件相配合起到限位作用，使本发明的多限位标准球面镜头具有三个限位，增加了工作波长，使本发明的多限位标准球面镜头的应用更为广泛，也进一步节省了成本。
进一步地，本实施例的活动件与第二镜筒可以为不同部件也可以一体成型，可以根据实际灵活设计，减少加工成本。
<实施例二>
图7是本发明实施例二的多限位标准球面镜头的结构示意图a。
如图7所示，本实施例与实施例一的主要区别在于，本实施例的多限位标准球面镜头增加了活动限位件，并将第二镜筒与活动件作了拆分以及调整，使本实施例的多限位标准球面镜头可在3种波长下使用。
如图7所示，本实施例中的多限位标准球面镜头200的F数为2.8，口径为4英寸，包括镜头主体21、移动透镜单元22、第一限位件23、活动件24、活动限位件25以及第二限位件26。
镜头主体21包括第一镜筒211以及单波长透镜组。
第一镜筒11外壁设置沿第一镜筒211轴向延伸的凸部2111，凸部2111的外周还固定有连接件2112，连接件2112上设置有向移动透镜单元22方向延伸的连接平台2113。第一镜筒211的内壁设置有平行的四个第一卡槽。
单波长透镜组至少包括一个透镜，在本实施例中，单波长透镜组包括第一透镜212、第二透镜213、第三透镜214以及第四透镜215。第一透镜212、第二透镜213、第三透镜214以及第四透镜215分别固定在第一镜筒11的第一卡槽中。第一透镜212、第二透镜213、第三透镜214以及第四透镜215互相平行且光轴重合。本实施例中，第一透镜212为正弯月K9透镜，第二透镜213为正弯月K9透镜，第三透镜214为正弯月K9透镜，第四透镜215为正弯月K9透镜。
移动透镜单元12包括第二镜筒221以及参考透镜222。
第二镜筒221套设在第一镜筒211上，且与第一镜筒211的相对位置不固定。第二镜筒221靠近第一镜筒211的凸部2111的一端呈三层台阶状。第二镜筒221的内壁上设置有第二卡槽，用于固定参考透镜222，参考透镜222与第一透镜212、第二透镜213、第三透镜214以及第四透镜215平行且光轴重合。
第一透镜212、第二透镜213、第三透镜214、第四透镜215以及参考透镜222均为标准球面透镜。
第一限位件23固定在第一镜筒211的凸部2111靠近第二镜筒221的一面上，面对第二镜筒221的一面为第一限位面。
活动件24固定在第二镜筒221远离参考透镜222的一端，具有活动件限位部以及活动件连接部。活动件限位部设置在第二镜筒221端部的第一层台阶的端面，长度略大于台阶的高度；活动件连接部设置在第一镜筒211以及第二镜筒221之间，并与第一镜筒211的外壁螺纹连接，使活动件24可沿第一镜筒211的轴向移动。
图8是本发明实施例二的工作波长为532nm的透镜结构示意图。
如图7～8所示，活动件24靠近第一限位面的端面为第二限位面，与第一限位面相抵接限制移动透镜单元22沿第二镜筒的轴向向靠近第一镜筒211的凸部2111的方向移动，且相抵接时，第四透镜214以及参考透镜222之间的距离为第一距离B1，即移动透镜单元22移动至第一位置，移动透镜单元22获得第一使用波长。
活动件限位部面对第二镜筒221的端面为第三限位面；活动件连接部靠近参考透镜222的端面为第四限位面。
图9是本发明实施例二的多限位标准球面镜头的结构示意图b，图9是本发明实施例二的工作波长为632.8nm的透镜结构示意图。
如图9～10所示，限位活动件25活动连接在第一镜筒211的连接平台以及第二镜筒221端面的台阶上，可沿第一镜筒211的轴向移动，具有活动连接部以及限位部。活动连接部的形状与连接平台以及第二镜筒221端部的第二层台阶相匹配，限位部设置在活动连接部上，并在连接平台与第二层台阶之间沿靠近第一镜筒的轴向延伸。
限位活动件25的限位部靠近活动件24的端面为第五限位面。活动件24的第三限位面与限位活动件25的第五限位面相抵接限制移动透镜单元22沿第二镜筒221的轴向朝远离第一镜筒211的方向移动，且相抵接时，第四透镜215以及参考透镜222之间的距离为第二距离B2，即移动透镜单元22移动至第二位置，移动透镜单元22获得第二使用波长。
图11是本发明实施例二的多限位标准球面镜头的结构示意图c，图11是本发明实施例二的工作波长为1064nm的透镜结构示意图。
如图11～图12所示，第二限位件26固定在第一镜筒211靠近参考透镜222的端面上，长度略大于第一镜筒211的端面的长度。第二限位件26面对活动件24的端面为第六限位面，第六限位面与活动件24的第四限位面相抵接限制移动透镜单元22沿第二镜筒221的轴向朝远离第一镜筒211的方向移动，且相抵接时，第四透镜215以及参考透镜222之间的距离为第三距离B3，即移动透镜单元22移动至第三位置，移动透镜单元22获得第三使用波长。
表2为本实施例中的多限位标准球面镜头的每个限位、使用波长以及第四透镜与参考透镜的间隔的对应关系表。
第一距离B1 第二距离B2 第三距离B3
波长(nm) 532 632.8 1064
间隔(mm) 5 9.65 18.8
如表2以及图10～图12所示，当第一限位面与第二限位面相抵接时，第四透镜215与参考透镜222之间的间隔第一距离B1为5mm，多限位标准球面镜头200的第一工作波长为532nm；当第三限位面与第五限位面相抵接时，第四透镜215与参考透镜222之间的间隔第一距离B2为9.65mm，多限位标准球面镜头200的工作波长为第二632.8nm；当第四限位面与第六限位面相抵接时，第四透镜215与参考透镜222之间的间隔第一距离B3为18.8mm，多限位标准球面镜头200的第三工作波长为1064nm。
图13是本发明实施例二的镜头在532nm下的波前图，图14是本发明实施例二的镜头在632.8nm下的波前图，图15是本发明实施例二的镜头在1064nm下的波前图。
如图13～图15所示，本实施例的多限位标准球面镜头200通过改变透镜间的间隔在不同波长下PV值均小于λ/10(λ＝632.8nm，即60nm，标准球面镜头可以提供PV值小于λ/10的标准球面波前)。其中532nm波前PV值11.23nm，632.8nm波前PV值19.05nm，1064nm波前PV值22.77nm。
本实施例的多限位标准球面镜头200的三限位工作过程如下：
如图7～图8所示，当需要的工作波长为532nm时，将多限位标准球面镜头200的活动限位件25滑动至紧贴第一镜筒211的连接件2112，并沿第二镜筒222的径向旋转移动透镜单元22，通过活动件24的螺纹使移动透镜单元22沿第一镜筒211的轴向并靠近第一镜筒211的方向移动，直至活动件24的第二限位面与第一限位件23的第一限位面相抵接。
如图9～图10所示，当需要的工作波长为632.8nm时，沿第二镜筒222的径向旋转移动透镜单元22，通过活动件24的螺纹使移动透镜单元22沿第一镜筒211的轴向并远离第一镜筒211的方向移动，直至活动件24的第三限位面与活动限位件25的第五限位面相抵接。
如图11～图12所示，当需要的工作波长为1064nm时，在工作波长为632.8nm的状态下，将活动限位件25滑动至紧贴第二镜筒221的端面，接着沿第二镜筒222的径向旋转移动透镜单元22，通过活动件24的螺纹使移动透镜单元22沿第一镜筒211的轴向并远离第一镜筒211的方向移动，直至活动件24的第四限位面与第二限位件26的第六限位面相抵接。
与实施例一相比，本实施例的多限位标准球面镜头增加了活动限位件，且将第二镜筒与活动件进行了调整，使多限位标准球面镜头的工作波长增加值3个。本实施例中，多限位标准球面镜头的F数为2.8，口径为4英寸。本实施例的第一限位件、活动件、活动限位件以及第二限位件进行限位得到的单波长透镜组与参考透镜之间的距离分别为5mm、9.65mm以及18.8mm，相对应的使用波长分别为532nm、632.8nm以及1064nm。这样，只需要将移动透镜单元调节进行不同的限位，就可以得到不同的使用波长。且上述三个波长包括了激光干涉仪常用的几个波长，因此可以满足激光干涉仪的变波长需要。另外，设计得到的单波长透镜与参考透镜之间的距离差也适中，使得本实施例的镜头的部件分布合理。
<实施例三>
在本实施例中，对于与实施例二相同的结构，给与相同的编号并省略相同的说明。
本实施例与实施例二的主要区别在于多限位标准球面镜头的F数以及口径不同但工作波长一样，故改变了单波长透镜组中的透镜、活动件、活动限位件以及第二限位件之间的距离，使得第一距离、第二距离以及第三距离有相应的改变，得到相应的工作波长。
本实施例的多限位标准球面镜头300的F数为3.3，口径为6英寸。多限位标准球面镜头300的单波长透镜组包括第一透镜312、第二透镜313、第三透镜314以及第四透镜322。本实施例中，第一透镜312为凸平K9透镜，第二透镜313为正弯月K9透镜，第三透镜314为正弯月K9透镜，第四透镜322为正弯月K9透镜。
图16是本发明实施例三的工作波长为532nm的透镜结构示意图，图17是本发明实施例三的工作波长为632.8nm的透镜结构示意图，图18是本发明实施例三的工作波长为1064nm的透镜结构示意图。
表3为本实施例中的多限位标准球面镜头的每个限位、使用波长以及第四透镜与参考透镜的间隔的对应关系表。
第一距离C1 第二距离C2 第三距离C3
波长(nm) 532 632.8 1064
间隔(mm) 7.38 15.75 32.26
如表3以及图16～图18所示，当第一限位面与第二限位面相抵接时，第四透镜315与参考透镜322之间的间隔第一距离C1为7.38mm，多限位标准球面镜头300的工作波长为第一532nm；当第三限位面与第五限位面相抵接时，第四透镜315与参考透镜322之间的间隔第二距离C2为15.75mm，多限位标准球面镜头300的第二工作波长为632.8nm；当第四限位面与第六限位面相抵接时，第四透镜315与参考透镜322之间的间隔第三距离C3为32.26mm，多限位标准球面镜头300的第三工作波长为1064nm。
图19是本发明实施例三的镜头在532nm下的波前图，图20是本发明实施例三的镜头在632.8nm下的波前图，图21是本发明实施例三的镜头在1064nm下的波前图。
如图19～图21所示，本实施例的多限位标准球面镜头200通过改变透镜间的间隔在不同波长下PV值均小于λ/10(λ＝632.8nm，即60nm，标准球面镜头可以提供PV值小于λ/10的标准球面波前)。其中532nm波前PV值15.37nm，632.8nm波前PV值27.97nm，1064nm波前PV值31.07nm。
本实施例的多限位标准球面镜头300的三限位工作过程与实施例二相同。
与实施例一相比，本实施例的多限位标准球面镜头增加了活动限位件，且将第二镜筒与活动件进行了调整，使多限位标准球面镜头的工作波长增加值3个。本实施例中，多限位标准球面镜头的F数为3.3，口径为6英寸。本实施例的第一限位件、活动件、活动限位件以及第二限位件进行限位得到的单波长透镜组与参考透镜之间的距离分别为7.38mm、25.75mm以及32.26mm，相对应的使用波长分别为532nm、632.8nm以及1064nm。这样，只需要将移动透镜单元调节进行不同的限位，就可以得到不同的使用波长。且上述三个波长包括了激光干涉仪常用的几个波长，因此可以满足激光干涉仪的变波长需要。另外，设计得到的单波长透镜与参考透镜之间的距离差也适中，使得本实施例的镜头的部件分布合理。
上述实施例仅用于举例说明本发明的具体实施方式，而本发明不限于上述实施例的描述范围。

Claims (10)

1. 一种基于单色***的多限位标准球面镜头，可在多种波长下使用，其特征在于，包括：
镜头主体，具有第一镜筒以及设置在第一镜筒内的单波长透镜组；以及
移动透镜单元，具有套设在所述第一镜筒上的第二镜筒以及设置在所述第二镜筒内的参考透镜，用于获取第一使用波长以及第二使用波长，
其中，所述单波长透镜组与所述参考透镜互相平行且光轴重合，
所述第一镜筒的外壁设置有第一限位件，
所述第二镜筒远离所述参考透镜的端面设置有活动件，
所述第一镜筒靠近所述参考透镜的端面设置有第二限位件，
所述第一限位件与所述活动件相抵接限制所述移动透镜单元向靠近所述第一镜筒的方向移动，当所述移动透镜单元移动至第一位置时，所述活动件与所述第一限位件相抵接，所述移动透镜单元获得所述第一使用波长，
所述活动件与所述第二限位件相抵接限制所述移动透镜单元向远离所述第一镜筒的方向移动，当所述移动透镜单元移动至第二位置时，所述活动件与所述第二限位件相抵接，所述移动透镜单元获得所述第二使用波长，
所述多限位标准球面镜头的F数小于等于3.3。
2.根据权利要求1所述的基于单色***的多限位标准球面镜头，其特征在于：
其中，所述第一限位件靠近所述第二镜筒的一面为第一限位面，
所述活动件具有面对所述第一限位面设置的第二限位面，以及面对所述参考透镜设置的第三限位面，
所述第二限位件面对所述活动件的一面为第四限位面，
所述第一限位面与所述第二限位面相抵接限制所述移动透镜单元向靠近所述第一镜筒的方向移动，当所述第一限位面与所述第二限位面相抵接时，所述单波长透镜组与所述参考透镜之间的距离为第一距离，所述移动透镜单元获得所述第一使用波长，
所述第三限位面与所述第四限位面相抵接限制所述移动透镜单元向远离所述第一镜筒的方向移动，当所述第三限位面与所述第四限位面相抵接时，所述单波长透镜组与所述参考透镜之间的距离为第二距离，所述移动透镜单元获得所述第二使用波长。
3.根据权利要求2所述的基于单色***的多限位标准球面镜头，其特征在于：
其中，所述多限位标准球面镜头的F数为2.8，口径为4英寸，所述第一距离为6mm，所述第二距离为15.07mm，
当所述单波长透镜组与所述参考透镜之间的距离为所述第一距离时，所述多限位标准球面镜头的所述第一使用波长为632.8nm，
当所述单波长透镜组与所述参考透镜之间的距离为所述第二距离时，所述多限位标准球面镜头的所述第二使用波长为1064nm。
4.根据权利要求2所述的基于单色***的多限位标准球面镜头，其特征在于，还包括：
活动限位件，
所述第一镜筒的外壁设置有向所述第一镜筒轴向延伸的凸部，所述活动限位件设置在所述凸部靠近所述第二镜筒的一端以及所述第二镜筒靠近所述第一限位件的一端上，并与所述第一镜筒以及所述第二镜筒活动连接，
所述活动限位件与所述活动件相抵接限制所述移动透镜单元向远离所述第一镜筒的方向移动，当所述移动透镜单元移动至第三位置时，所述活动件与所述活动限位件相抵接，所述移动透镜单元获得第三使用波长。
5.根据权利要求4所述的基于单色***的多限位标准球面镜头，其特征在于：
其中，所述活动件还具有面对所述活动限位件设置的第五限位面，
所述活动限位件具有面对所述活动件设置的第六限位面，
所述第五限位面与所述第六限位面相抵接限制所述移动透镜单元向远离所述第一镜筒的方向移动，当所述第一限位面与所述第二限位面相抵接时，所述透镜组与所述参考透镜之间的距离为第三距离，所述移动透镜单元获得所述第三使用波长。
6.根据权利要求5所述的基于单色***的多限位标准球面镜头，其特征在于：
其中，所述多限位标准球面镜头的所述F数为2.8，口径为4英寸，所述第一距离为5mm，所述第二距离为9.65mm，所述第三距离为18.8mm，
当所述单波长透镜组与所述参考透镜之间的距离为所述第一距离时，所述多限位标准球面镜头的所述第一使用波长为532nm，
当所述单波长透镜组与所述参考透镜之间的距离为所述第二距离时，所述多限位标准球面镜头的所述第二使用波长为632.8nm，
当所述单波长透镜组与所述参考透镜之间的距离为所述第二距离时，所述多限位标准球面镜头的所述第三使用波长为1064nm。
7.根据权利要求5所述的基于单色***的多限位标准球面镜头，其特征在于：
其中，所述多限位标准球面镜头的所述F数为3.3，口径为6英寸，所述第一距离为7.38mm，所述第二距离为15.75mm，所述第三距离为32.26mm，
当所述单波长透镜组与所述参考透镜之间的距离为所述第一距离时，所述多限位标准球面镜头的所述第一使用波长为532nm，
当所述单波长透镜组与所述参考透镜之间的距离为所述第二距离时，所述多限位标准球面镜头的所述第二使用波长为632.8nm，
当所述单波长透镜组与所述参考透镜之间的距离为所述第二距离时，所述多限位标准球面镜头的所述第三使用波长为1064nm。
8.根据权利要求1所述的基于单色***的多限位标准球面镜头，其特征在于：
其中，所述单波长透镜组包括至少一个透镜。
9.根据权利要求8所述的基于单色***的多限位标准球面镜头，其特征在于：
其中，所述单波长透镜组的所述透镜均为标准球面透镜。
10.根据权利要求1所述的基于单色***的多限位标准球面镜头，其特征在于：
其中，所述活动件与所述第二镜筒一体成型。
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