基于組合透鏡法的光柵尺三探頭焦距測量裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型屬于光學(xué)精密測量技術(shù)領(lǐng)域，設(shè)及一種基于組合透鏡法測試焦距的測 量裝置，尤其設(shè)及一種采用了光柵尺=探頭結(jié)構(gòu)的基于組合透鏡法測試焦距的測量裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 焦距是透鏡類光學(xué)元件的一項非常重要的指標，對焦距測量的準確度直接關(guān)系到 整個光學(xué)系統(tǒng)的性能。隨著高功率激光技術(shù)等大型光學(xué)系統(tǒng)的發(fā)展，對長焦距透鏡的需求 W及測量精度的要求越來越高。目前，常用的焦距檢測方法有：物距像距法、自準直法、全息 法、精密測角法、莫爾條紋法、朗奇光柵泰伯效應(yīng)法、組合透鏡法等。但對于長焦透鏡焦距測 量，為了得到高測量精度，必須盡可能的控制空氣擾動及振動等環(huán)境因素，而上述大多數(shù)方 法因具有過長空間測量距離而不能滿足測量要求。
[0003] 基于朗奇光柵泰伯效應(yīng)的長焦距測量技術(shù)是近期發(fā)展起來的一種新興技術(shù)，已經(jīng) 成功應(yīng)用于長焦透鏡的加工檢測。但其測量口徑小，不能測量全口徑，而且透鏡自身的像差 嚴重影響不同位置的測量結(jié)果。組合透鏡法也是一種常用的透鏡長焦距檢測方法，其利用 標準球面透鏡和待測透鏡組合，可極大縮短透鏡的空間測量長度，避免環(huán)境干擾，而且可W 做到全口徑檢測。
[0004] 如申請?zhí)枮?00810226966. 1的發(fā)明專利就公開了一種差動共焦組合超長焦距測 量方法與裝置，該測量方法首先通過差動共焦定焦原理分別確定參考透鏡焦點和被測透鏡 與參考透鏡組合的焦點位置，然后測量兩焦點間的距離和兩透鏡的間距，代入公式計算被 測透鏡的焦距值，同時測量過程中還可W通過光瞳濾波技術(shù)提高焦距測量靈敏度。該測量 裝置包括光源、分光系統(tǒng)、參考透鏡、反射鏡、差動共焦定焦系統(tǒng)；其中分光系統(tǒng)、參考透鏡 和反射鏡依次放在光源出射光線方向，差動共焦定焦系統(tǒng)放置在分光系統(tǒng)的反射方向，反 射鏡與分光系統(tǒng)將光束反射至差動共焦定焦系統(tǒng)，并配合差動共焦定焦系統(tǒng)實現(xiàn)焦點位置 a與焦點位置b的定焦。該發(fā)明雖融合了差動共焦定焦原理與組合透鏡法，可用于超長焦距 透鏡的檢測與光學(xué)系統(tǒng)裝配過程中的高精度焦距測量。但是，采用該發(fā)明專利中的測量方 法及測量裝置進行焦距的測量時，與現(xiàn)有的焦距測量方法與測量裝置一樣，均需要知道標 準（或參考）透鏡的焦距、標準（或參考）透鏡的頂點與待測透鏡的頂點之間的距離等參 數(shù)，將運些參數(shù)代入對應(yīng)的公式中得出待測透鏡的焦距。然而，標準（或參考）透鏡的焦距 在進行測量時本身就存在測量誤差，在測量標準（或參考）透鏡的頂點與待測透鏡的頂點 之間的距離時通常是進行直接測量，很難精確測量量透鏡的頂點之間的距離，因而通過運 些參數(shù)導(dǎo)入對應(yīng)公式計算焦距時，由于引入了標準（或參考）透鏡的焦距、標準（或參考） 透鏡的頂點與待測透鏡的頂點之間的距離等參數(shù)的誤差，且誤差還較大，因而無法滿足高 精度的焦距測量的要求。 【實用新型內(nèi)容】 陽0化]本實用新型的發(fā)明目的在于：針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種基于組合透鏡 法的光柵尺=探頭焦距測量裝置，將常規(guī)組合透鏡方法中兩透鏡頂點之間的距離檢測轉(zhuǎn)換 為標準透鏡移動距離的檢測，利用干設(shè)條紋和光柵尺探頭準確定位標準透鏡W及組合透鏡 的焦點位置，從而簡化了測量方法，可實現(xiàn)在標準透鏡參數(shù)未盡知的情況下焦距的測量，提 高對待測透鏡的焦距的測量精度。
[0006] 為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案為：
[0007] 一種基于組合透鏡法的光柵尺=探頭焦距測量裝置，包括干設(shè)儀系統(tǒng)和光柵尺， 所述光柵尺上沿光柵尺的長度方向依次設(shè)置有第一支架、第二支架和第=支架，所述第一 支架、第二支架和第=支架可分別單獨沿光柵尺的長度方向移動；所述第一支架的連接端、 自由端分別連接有第一探頭、標準透鏡，所述第二支架的連接端、自由端分別連接有第二探 頭、待測透鏡，所述第=支架的連接端、自由端分別連接有第=探頭、平面反射鏡；所述干設(shè) 儀系統(tǒng)出射的準直激光依次經(jīng)標準透鏡、待測透鏡后聚焦在平面反射鏡上，并在平面反射 鏡上產(chǎn)生反射形成反射激光，反射激光依次經(jīng)待測透鏡、標準透鏡后進入干設(shè)儀系統(tǒng)。
[0008] 作為本實用新型的優(yōu)選方案，所述干設(shè)儀系統(tǒng)為斐索干設(shè)儀系統(tǒng)、邁克爾遜干設(shè) 儀系統(tǒng)或泰曼格林干設(shè)儀系統(tǒng)。
[0009] 作為本實用新型的優(yōu)選方案，所述干設(shè)儀系統(tǒng)為斐索干設(shè)儀系統(tǒng)，所述斐索干設(shè) 儀系統(tǒng)包括激光器、顯微物鏡、分束器、透鏡、CCD探測器和準直透鏡；所述激光器出射的激 光經(jīng)顯微物鏡后入射至分束器并有分束器分成參考激光和測量激光，所述參考激光經(jīng)透鏡 后入射至CCD探測器；所述測量激光經(jīng)準直透鏡后形成準直激光，透過標準透鏡、待測透鏡 后經(jīng)平面反射鏡反射的激光經(jīng)準直透鏡后入射至分束器并在分束器上產(chǎn)生反射形成再反 射激光，所述再反射激光經(jīng)透鏡后入射至CCD探測器。
[0010] 綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本實用新型的有益效果是：
[0011] 本實用新型的檢測裝置中，標準透鏡、待測透鏡和平面反射鏡依次沿光路設(shè)置，采 用該檢測裝置進行檢測時，將傳統(tǒng)方法中"測量標準透鏡的頂點與待測透鏡的頂點之間的 距離"更改為"測量標準透鏡的移動距離"，因而可在標準透鏡的相關(guān)參數(shù)未知的情況下進 行待測透鏡的焦距，有效避免了因引入標準透鏡的參數(shù)的誤差造成的待測透鏡的焦距的測 量誤差，提高待測透鏡的焦距的測量精度；該檢測裝置中設(shè)置有光柵尺，光柵尺上的探頭記 錄并讀出對應(yīng)透鏡或平面鏡所在的位置，并通過光柵尺可準確計量透鏡與透鏡之間、透鏡 與反射鏡之間的間距，有效避免或減少因直接測量透鏡與透鏡之間、透鏡與反射鏡之間的 間距造成的待測透鏡的焦距的測量誤差，提高待測透鏡的焦距的測量精度；此外，該檢測裝 置通過利用干設(shè)條紋和光柵尺探頭準確定位標準透鏡W及組合透鏡焦點位置，減小了球差 的影響，且能極大縮短透鏡的空間測量長度，實現(xiàn)大口徑近軸焦距檢測。
【附圖說明】
[0012] 圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013] 圖2為本實用新型中另一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014] 其中，附圖標記為：1一干設(shè)儀系統(tǒng)、2-光柵尺、3-第一探頭、4-標準透鏡、5-第 二探頭、6-待測透鏡、7-第=探頭、8-平面反射鏡、11-激光器、12-顯微物鏡、13-分束 器、14-透鏡、15-CCD探測器、16-準直透鏡、21-第一支架、22-第二支架、23-第S支 架。
【具體實施方式】
[0015] 下面結(jié)合附圖，對本實用新型作詳細的說明。
[0016] 為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，W下結(jié)合附圖及實施 例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅用W解釋本 實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0017] 實施例1
[0018] 一種基于組合透鏡法的光柵尺=探頭焦距測量裝置，該測量裝置通過組合透鏡法 測量待測透鏡的焦距。
[0019] 該測量裝置包括干設(shè)儀系統(tǒng)1和光柵尺2。該干設(shè)儀系統(tǒng)1可選用斐索干設(shè)儀系 統(tǒng)1、邁克爾遜干設(shè)儀系統(tǒng)1或泰曼格林干設(shè)儀系統(tǒng)1。光柵尺2上設(shè)置有第一支架21、第 二支架22和第=支架23,第一支架21、第二支架22和第=支架23沿光柵尺2的長度方向 依次設(shè)置，且該第一支架21、第二支架22和第=支架23均可分別單獨在光柵尺2上沿光柵 尺2的長度方向移動。該第一支架21的連接端連接在光柵尺2上，且該第一支架21的連 接端設(shè)置有第一探頭3 ;第一支架21的另一端為自由端，且該自由端上設(shè)置有標準透鏡4， 第一探頭3和標準透鏡4均可隨第一支架21 -起沿光柵尺2的長度方向移動。該第二支 架22的連接端連接在光柵尺2上，且該第二支架22的連接端設(shè)置有第二探頭5 ;第二支架 22的另一端為自由端，且該自由端上設(shè)置有待測透鏡6,第二探頭5和待測透鏡6均可隨第 二支架22 -起沿光柵尺2的長度方向移動。該第=支架23的連接端連接在光柵尺2上， 且該第S支架23的連接端設(shè)置有第S探頭7 ;第S支架23的另一端為自由端，且該自由端 上設(shè)置有平面反射鏡8,第=探頭7和平面反射鏡8均可隨第=支架23 -起沿光柵尺2的 長度方向移動。
[0020] 干設(shè)儀系統(tǒng)1出射的準直激光依次經(jīng)標準透鏡4、待測透鏡6后聚焦在平面反射 鏡8上，并在平面反射鏡8上產(chǎn)生反射形成反射激光，反射激光依次經(jīng)待測透鏡6、標準透 鏡4后進入干