專利名稱：多功能光學(xué)質(zhì)量檢測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光學(xué)元件，特別是一種多功能光學(xué)質(zhì)量檢測(cè)裝置。
背景技術(shù)：
在先技術(shù)中，傳統(tǒng)的哈特曼檢驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)如圖1所示，光源1發(fā)出的光線經(jīng)聚光鏡2照明小孔光闌3，從而獲得點(diǎn)光源；小孔光闌3位于平行光管4的焦點(diǎn)處，由小孔光闌3射出的光束經(jīng)平行光管4準(zhǔn)直為平行光束后，照射到哈特曼光闌5上，該平行光束被分割成許多具有不同高度的細(xì)光束對(duì)后射向被檢元件6。通過(guò)照相方法在7、8位置處測(cè)量細(xì)光束中心與光軸的距離，通過(guò)分析得到像差信息。哈特曼光闌5的結(jié)構(gòu)如圖2所示，哈特曼光闌5上的小孔對(duì)與平行光管4的光軸呈對(duì)稱分布。
上述在先技術(shù)的缺點(diǎn)是1、對(duì)光闌制造精度要求高。由于是對(duì)被檢元件的環(huán)帶進(jìn)行取樣，所以光闌上同一高度的小孔要嚴(yán)格對(duì)稱，從而對(duì)光闌的加工提出了很高的要求。
2、無(wú)法測(cè)量元件局部誤差。所測(cè)得的誤差只是被檢元件不同環(huán)帶的面形誤差，而元件的各個(gè)局部小區(qū)域的誤差信息難以獲得。
3、取樣密度受限。光闌上小孔之間的間距固定，只能以一定的密度進(jìn)行取樣，以致于不能檢測(cè)到光闌上小孔之間的間隔位置所對(duì)應(yīng)環(huán)帶區(qū)域的誤差信息，從而導(dǎo)致測(cè)量精度低。
4、測(cè)量時(shí)間長(zhǎng)。傳統(tǒng)方法通常采用照相方法，在測(cè)量過(guò)程中，需經(jīng)過(guò)底片曝光、顯影、光斑位置測(cè)量等一系列步驟，耗時(shí)較長(zhǎng)，同時(shí)在此過(guò)程中可能引入振動(dòng)等隨機(jī)因素，這會(huì)造成很大的測(cè)量誤差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述在先技術(shù)的缺點(diǎn)，提供了一種多功能光學(xué)質(zhì)量檢測(cè)裝置，可用于指導(dǎo)光學(xué)元件加工、光路調(diào)整，評(píng)價(jià)入射光束與焦斑的質(zhì)量等，具有檢測(cè)精度高、速度快、功能多的優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下
一種多功能光學(xué)質(zhì)量檢測(cè)裝置，其特征在于它共光軸地依次設(shè)有標(biāo)準(zhǔn)平行光管、掃描式哈特曼光闌、聚焦鏡、CCD攝像機(jī)，所述的掃描式哈特曼光闌安裝在光闌支架上，該支架上方固定有編碼器，下方裝有步進(jìn)電機(jī)，還有計(jì)算機(jī)，所述的CCD攝像機(jī)、編碼器和步進(jìn)電機(jī)均與計(jì)算機(jī)相連；在計(jì)算機(jī)的控制下，通過(guò)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)掃描式哈特曼光闌繞光軸旋轉(zhuǎn)，另一方面該計(jì)算機(jī)接收CCD攝像機(jī)輸出的圖像和編碼器給出的掃描式哈特曼光闌的位置信息，并對(duì)圖像進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。
所述的掃描式哈特曼光闌在水平徑向和垂直徑向各開(kāi)有一系列周期排列的小孔，水平方向各小孔之間的間距為c，垂直方向各小孔之間的間距為d，且c＝d，水平方向的第一個(gè)小孔與光闌軸心的間距a為垂直方向上第一個(gè)小孔與軸心間距b的2倍，兩方向的各小孔半徑R均相等，且滿足關(guān)系R＝a/2＝c/2，而且垂直方向的最外側(cè)一個(gè)小孔恰好位于掃描式哈特曼光闌的邊緣處，在掃描式哈特曼光闌10的中心位置設(shè)有一個(gè)小孔。
在所述的CCD攝像機(jī)之前設(shè)有顯微鏡物鏡。所述的CCD攝像機(jī)位于顯微鏡物鏡的焦點(diǎn)。
換一句話說(shuō)，本發(fā)明多功能光學(xué)質(zhì)量檢測(cè)裝置可以看作由標(biāo)準(zhǔn)平行光管、掃描式哈特曼光闌、聚焦鏡和圖像接收處理系統(tǒng)四部分組成。
所述的哈特曼光闌由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，具有兩排相互垂直排列的小孔，且兩排小孔在徑向相互錯(cuò)位補(bǔ)充；繞光軸旋轉(zhuǎn)后，將入射到被檢元件上的光束相應(yīng)地分割成若干個(gè)子光束。
所述的圖像接收處理系統(tǒng)包括CCD攝像機(jī)、計(jì)算機(jī)及處理軟件組成，主要用于接收焦斑圖像，并對(duì)圖像進(jìn)行分析和處理。哈特曼光闌的轉(zhuǎn)動(dòng)和CCD攝像機(jī)的采集過(guò)程都受計(jì)算機(jī)控制，以保證兩者同步進(jìn)行。
所述的顯微鏡物鏡安放在CCD攝像機(jī)之前，如果焦斑很小，則可用該顯微鏡物鏡將經(jīng)過(guò)聚焦鏡后形成的光斑尺寸放大，再入射到CCD攝像機(jī)上，以提高檢測(cè)精度。
本發(fā)明與在先技術(shù)相比具有下列技術(shù)效果1、對(duì)光闌的制造精度要求低。哈特曼光闌的運(yùn)動(dòng)由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，在互相垂直的兩個(gè)方向上開(kāi)有等間距排列且相互間錯(cuò)開(kāi)半個(gè)間距的小孔。采用這種布局結(jié)構(gòu)，并配合哈特曼光闌的轉(zhuǎn)動(dòng)，可達(dá)到對(duì)被檢元件的所有環(huán)帶進(jìn)行掃描測(cè)量的目的。與在先技術(shù)中的哈特曼光闌相比，本發(fā)明的哈特曼光闌只需兩排小孔，小孔數(shù)量少，制造精度低。
2、可測(cè)量元件的局部誤差。在被測(cè)元件的通光孔徑內(nèi)，轉(zhuǎn)動(dòng)哈特曼光闌后可得到通過(guò)其各個(gè)局部小區(qū)域的子光束形成的焦斑位置，根據(jù)這些焦斑位置的分布，可以獲得局部誤差及其在被檢元件上的準(zhǔn)確位置。
3、取樣密度高，不受限制。對(duì)被檢聚焦鏡表面取樣的完成，是由掃描式哈特曼光闌的轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)的，在步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下，光闌可實(shí)現(xiàn)預(yù)定的較小間隔的轉(zhuǎn)動(dòng)，所以取樣密度高，且可對(duì)被檢元件實(shí)現(xiàn)全孔徑采樣，從而獲得較高的檢測(cè)精度。
4、測(cè)量時(shí)間短，速度快。采用CCD攝像機(jī)來(lái)獲取子光束焦點(diǎn)的位置信息，進(jìn)一步由計(jì)算機(jī)控制檢測(cè)并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，所需時(shí)間短、速度快，使哈特曼檢測(cè)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化、數(shù)字化。
5、功能多。除可直接檢測(cè)分析焦斑能量分布外，還可對(duì)光學(xué)系統(tǒng)的制造與調(diào)整誤差進(jìn)行檢測(cè)，且可獲得誤差在垂直于光軸的平面內(nèi)的二維分布；如果聚焦鏡質(zhì)量是完善的，還可用于通過(guò)分析焦斑質(zhì)量來(lái)檢測(cè)入射于該被檢聚焦鏡元件上的平行光束的質(zhì)量。


圖1是在先技術(shù)哈特曼檢驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是在先技術(shù)中采用的哈特曼光闌結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是本發(fā)明多功能光學(xué)質(zhì)量檢測(cè)分析裝置一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是本發(fā)明采用的掃描式哈特曼光闌結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5是本發(fā)明采用的掃描式哈特曼光闌垂直徑向的上半部分橫截面的局部剖視圖。
具體實(shí)施例方式請(qǐng)參閱圖3，圖3是本發(fā)明多功能光學(xué)質(zhì)量檢測(cè)分析裝置一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。由圖可以看出，本發(fā)明多功能光學(xué)質(zhì)量檢測(cè)裝置，其構(gòu)成在于它共光軸地依次設(shè)有標(biāo)準(zhǔn)平行光管9、掃描式哈特曼光闌10、被檢聚焦鏡11、顯微鏡物鏡12、CCD攝像機(jī)13，所述的掃描式哈特曼光闌10安裝在光闌支架上，該支架上方固定有編碼器15，下方裝有步進(jìn)電機(jī)16，還有計(jì)算機(jī)14，所述的CCD攝像機(jī)13位于顯微鏡物鏡12的焦點(diǎn)位置，所述的CCD攝像機(jī)13、編碼器15和步進(jìn)電機(jī)16均與計(jì)算機(jī)14相連；在計(jì)算機(jī)14的控制下，通過(guò)步進(jìn)電機(jī)16驅(qū)動(dòng)掃描式哈特曼光闌10繞光軸旋轉(zhuǎn)，另一方面該計(jì)算機(jī)14接收CCD攝像機(jī)13輸出的圖像和編碼器15給出的掃描式哈特曼光闌10的位置信息，并對(duì)圖像進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。
所述的掃描式哈特曼光闌10是在水平徑向和垂直徑向開(kāi)有周期排列的小孔，水平方向各小孔之間的間距為c，垂直方向各小孔之間的間距為d，且c＝d，水平方向的第一個(gè)小孔與光闌軸心的間距a為垂直方向上第一個(gè)小孔與軸心間距b的2倍，兩方向的各小孔半徑R均相等，且滿足關(guān)系R＝a/2＝c/2，而且垂直方向的最外側(cè)一個(gè)小孔恰好位于掃描式哈特曼光闌10的邊緣處，在掃描式哈特曼光闌10的中心位置設(shè)有一個(gè)小孔。
所述的標(biāo)準(zhǔn)平行光管9、掃描式哈特曼光闌10、被檢聚焦鏡11、CCD攝像機(jī)13和圖像接收處理系統(tǒng)，分別用于將光束投射到哈特曼光闌10上，對(duì)到達(dá)被檢聚焦鏡11的波面進(jìn)行分割取樣，再對(duì)CCD攝像機(jī)13所接收到的圖像進(jìn)行分析和處理，得到誤差信息。
所述的標(biāo)準(zhǔn)平行光管9發(fā)出的平行光束入射到達(dá)掃描式哈特曼光闌10。測(cè)量過(guò)程中掃描式哈特曼光闌10在步進(jìn)電機(jī)16的驅(qū)動(dòng)下繞光軸旋轉(zhuǎn)，將光束分割成一個(gè)個(gè)子光束，子光束由被檢聚焦鏡11聚焦，同時(shí)CCD攝像機(jī)13連續(xù)采集多個(gè)環(huán)帶上的子光束焦點(diǎn)位置，得到焦斑能量分布，在此基礎(chǔ)上得到誤差的具體位置和大小。
所說(shuō)的圖像接收處理系統(tǒng)由和CCD攝像機(jī)13相連接的計(jì)算機(jī)14及其中的處理軟件組成，主要用于接收CCD攝像機(jī)13輸出的圖像及確定對(duì)應(yīng)的子光束位置，并對(duì)圖像進(jìn)行分析和處理。由CCD攝像機(jī)的工作原理可知，CCD攝像機(jī)13采集到的一幅圖像是一個(gè)子光束的焦斑的圖像，當(dāng)對(duì)一個(gè)環(huán)帶的多個(gè)子光束進(jìn)行多次采集的時(shí)候，得到了多幅焦斑圖像的疊加，通過(guò)所述處理軟件，可以精確記錄各個(gè)焦斑的坐標(biāo)位置，根據(jù)焦斑的分布稀疏情況，可求得到能量集中度，即反映焦斑光強(qiáng)分布情況，再將光強(qiáng)分布進(jìn)行傅立葉逆變換，若入射光束質(zhì)量是好的，就可以知道被檢元件該環(huán)帶的質(zhì)量好壞，即給出其上存在誤差的環(huán)帶位置，乃至局部誤差位置；若被檢元件質(zhì)量是好的，就可以得到入射光束質(zhì)量的好壞。如果焦斑尺寸較小的話，可在CCD攝像機(jī)13前面加顯微鏡物鏡12，可將子光束焦斑及其中心距離光軸的距離放大，充分利用CCD攝像機(jī)13靶面的像素，以使測(cè)量定位精度大大提高。
掃描式哈特曼光闌10的結(jié)構(gòu)參見(jiàn)圖4，在光闌10的水平徑向和垂直徑向開(kāi)有周期排列的小孔，水平方向各小孔之間的間距為c，垂直方向各小孔之間的間距為d，且c＝d。水平方向的第一個(gè)小孔(其與軸心距離最近)與光闌軸心的間距a為垂直方向上第一個(gè)小孔(其與軸心距離最近)與軸心間距b的2倍，且兩方向的各小孔半徑R均相等，滿足關(guān)系R＝a/2＝c/2。此外，垂直方向的最外側(cè)一個(gè)小孔恰好位于掃描式哈特曼光闌10的邊緣處。這樣的設(shè)計(jì)是為了使掃描式哈特曼光闌10在步進(jìn)電機(jī)16的驅(qū)動(dòng)下，可以不遺漏地采集到全孔徑表面的信息，有效地提高了檢測(cè)精度。在掃描式哈特曼光闌10的中心位置設(shè)有一個(gè)小孔，用來(lái)確定光軸位置。掃描式哈特曼光闌10的支架的上方固定有一個(gè)編碼器15，下方裝有步進(jìn)電機(jī)16，掃描式哈特曼光闌10的掃描轉(zhuǎn)動(dòng)靠步進(jìn)電機(jī)16的驅(qū)動(dòng)來(lái)完成，而其轉(zhuǎn)動(dòng)角度由編碼器15測(cè)定；編碼器15和步進(jìn)電機(jī)16與計(jì)算機(jī)14相連，步進(jìn)電機(jī)16的轉(zhuǎn)動(dòng)和CCD攝像機(jī)13的采集均在計(jì)算機(jī)14的控制下進(jìn)行。在步進(jìn)電機(jī)16轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，通過(guò)編碼器15可知道掃描式哈特曼光闌10轉(zhuǎn)過(guò)的確切角度。
與在先技術(shù)相比較，本發(fā)明的特點(diǎn)在于哈特曼光闌的制造難度小，對(duì)同一高度上的小孔在制造上沒(méi)有嚴(yán)格對(duì)稱的要求；CCD攝像機(jī)13的采集和掃描式哈特曼光闌10的轉(zhuǎn)動(dòng)受計(jì)算機(jī)14的同步控制；采用CCD攝像機(jī)13進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，時(shí)間短，速度快；通過(guò)焦斑能量分布，可以定量、定位、定區(qū)域地得到多種被測(cè)信息如被檢元件的環(huán)帶加工誤差、局部誤差和其他復(fù)雜的誤差的大小和具體位置，測(cè)量結(jié)果直觀，為元件加工和修改提供了方便直接的依據(jù)。本發(fā)明采用的圖像接收處理系統(tǒng)包括由和CCD攝像機(jī)13相連的計(jì)算機(jī)14及處理軟件組成，主要用于接收CCD攝像機(jī)13輸出的采集圖像，并對(duì)圖像進(jìn)行分析和處理，將哈特曼檢測(cè)方法自動(dòng)化、數(shù)字化。
本發(fā)明可以測(cè)量多種元件，可以是置于平行光路中的平行平板元件或組件，如望遠(yuǎn)鏡、單個(gè)片狀放大器或放大器組件等，此時(shí)需用高質(zhì)量聚焦透鏡代替被檢聚焦鏡11進(jìn)行聚焦；可以檢測(cè)聚焦透鏡，如靶鏡、空間濾波器中的聚焦鏡等。
為了提高檢測(cè)精度，可以有選擇地在CCD攝像機(jī)13前放一個(gè)顯微鏡物鏡12，如果焦斑尺寸比較小，對(duì)焦點(diǎn)中心位置的確定就比較困難，誤差大，這時(shí)可以采用顯微鏡物鏡12。
本發(fā)明多功能光學(xué)質(zhì)量檢測(cè)分析裝置的工作過(guò)程分為兩種情況第一、對(duì)于被檢元件為聚焦透鏡，如靶鏡、空間濾波器中的聚焦鏡等情況，參見(jiàn)圖3。從標(biāo)準(zhǔn)平行光管9發(fā)出的平行激光束入射到掃描式哈特曼光闌10上。掃描式哈特曼光闌10的使用狀況參見(jiàn)圖5，該圖為哈特曼光闌10垂直徑向上半部分的橫截面的局部剖視圖。當(dāng)測(cè)量某一個(gè)環(huán)帶的信息時(shí)，只將掃描式哈特曼光闌10上對(duì)應(yīng)的一個(gè)小孔打開(kāi)，其他的小孔用圖5中所示的擋光塞子101塞住。測(cè)量過(guò)程中掃描式哈特曼光闌10在步進(jìn)電機(jī)16的驅(qū)動(dòng)下繞光軸旋轉(zhuǎn)，將光束分割成一個(gè)個(gè)子光束，哈特曼光闌10的支架的上方固定有編碼器15，下方裝有步進(jìn)電機(jī)16，掃描式哈特曼光闌10的掃描轉(zhuǎn)動(dòng)靠步進(jìn)電機(jī)16的驅(qū)動(dòng)來(lái)完成，步進(jìn)電機(jī)16與計(jì)算機(jī)14相連，由計(jì)算機(jī)14控制，同時(shí)CCD攝像機(jī)13在計(jì)算機(jī)14的控制下完成采集。當(dāng)計(jì)算機(jī)14發(fā)出一個(gè)脈沖控制信號(hào)時(shí)，則驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)16走一步，與此同時(shí)，哈特曼光闌10在步進(jìn)電機(jī)16的驅(qū)動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)一定的角度。在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，轉(zhuǎn)過(guò)的確切角度可通過(guò)編碼器15測(cè)量得到，此時(shí)步進(jìn)電機(jī)16反饋回信號(hào)送回計(jì)算機(jī)14，由計(jì)算機(jī)14發(fā)出指令來(lái)啟動(dòng)CCD攝像機(jī)13采集數(shù)據(jù)。如果轉(zhuǎn)角位置出現(xiàn)偏差，則編碼器發(fā)出錯(cuò)誤信號(hào)，送回計(jì)算機(jī)14，計(jì)算機(jī)14發(fā)出指令停止驅(qū)動(dòng)電機(jī)16。通過(guò)閉環(huán)反饋回路的控制，保證了CCD攝像機(jī)13采集到的焦斑信息與哈特曼光闌10上的小孔位置一一對(duì)應(yīng)。計(jì)算機(jī)14每發(fā)出一個(gè)脈沖信號(hào)，使得哈特曼光闌10轉(zhuǎn)動(dòng)一定的角度，相應(yīng)地，由其上對(duì)應(yīng)那個(gè)小孔透過(guò)的子光束由被檢聚焦鏡11聚焦后由CCD攝像機(jī)13來(lái)采集得到一幅圖像。當(dāng)哈特曼光闌10轉(zhuǎn)動(dòng)一周后，CCD攝像機(jī)13便完成了連續(xù)采集一個(gè)環(huán)帶上的子光束焦點(diǎn)圖像的功能，然后由與CCD攝像機(jī)13相連的計(jì)算機(jī)14和處理軟件對(duì)CCD攝像機(jī)13輸出的圖像進(jìn)行處理，給出焦點(diǎn)位置、定量誤差及其準(zhǔn)確的位置信息。完成一個(gè)環(huán)帶的測(cè)量后，用擋光塞子101將該環(huán)帶上對(duì)應(yīng)的小孔塞住，打開(kāi)哈特曼光闌10上的另一個(gè)孔，重復(fù)上述測(cè)量過(guò)程，則可得到另一個(gè)環(huán)帶上的子光束焦點(diǎn)位置的二維坐標(biāo)，由此可得到焦斑的能量分布。如果一個(gè)被測(cè)環(huán)帶上沒(méi)有局部誤差，那么得到的各個(gè)子光束的焦斑應(yīng)該成圓狀分布；否則，焦斑位置可能偏離到圓的里側(cè)和外側(cè)，知道了焦斑的能量分布情況后，由于焦斑是入射波面經(jīng)被檢元件后形成的夫朗和費(fèi)衍射圖樣，被檢元件相當(dāng)于傅立葉變換器，若焦斑質(zhì)量不好，而入射波面是高質(zhì)量的，則可推斷出被件元件存在缺陷，對(duì)光強(qiáng)分布進(jìn)行逆傅立葉變換就可以評(píng)價(jià)被測(cè)元件的質(zhì)量。由此原理，可以準(zhǔn)確知道被檢元件的環(huán)帶誤差和各個(gè)局部的誤差，也就是說(shuō)獲得了被測(cè)元件11定量、定位、定區(qū)域的信息；根據(jù)上述信息，基于焦斑光強(qiáng)傅立葉變換原理，還可以推算出被檢元件的面形誤差和入射平行光束的波面誤差等。此外，當(dāng)被檢元件發(fā)生偏轉(zhuǎn)時(shí)，其光軸會(huì)與整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)的光軸交叉，不完全重合，此時(shí)，會(huì)將誤差引入測(cè)量結(jié)果中。在這種情況下，本發(fā)明多功能光學(xué)質(zhì)量分析裝置利用光強(qiáng)傅立葉變換原理，可以將此誤差檢測(cè)出來(lái)。
第二、對(duì)于被檢元件是光焦度為零的平面元件或組件的情況，如望遠(yuǎn)鏡、單個(gè)片狀放大器或放大器組件等，此時(shí)，被檢元件位于哈特曼光闌10的前面，在哈特曼光闌10之后采用高質(zhì)量聚焦透鏡代替被檢聚焦鏡11。當(dāng)入射的平面波經(jīng)過(guò)被檢元件后，出射的平面波波面發(fā)生畸變，則說(shuō)明其表面或內(nèi)部存在一定的缺陷，經(jīng)過(guò)測(cè)量和分析，可以獲得缺陷所處的環(huán)帶位置，并可進(jìn)一步得到通過(guò)被檢元件或組件后的平面波波面的二維誤差分布。
圖3是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，其具體結(jié)構(gòu)和參數(shù)概述如下標(biāo)準(zhǔn)平行光管9發(fā)出的平行光束口徑為Φ300mm。掃描式哈特曼光闌10的中心孔直徑為Φ8mm，水平徑向開(kāi)有7個(gè)間距為20mm的周期排列的小孔，且第一個(gè)離光闌軸心最近的小孔與軸心距離為20mm，垂直徑向開(kāi)有8個(gè)間距為20mm的周期排列的小孔，且第一個(gè)離光闌軸心最近的小孔與軸心距離為10mm，兩徑向的小孔直徑均為Φ10mm。被檢聚焦鏡11的通過(guò)口徑為Φ300mm，焦距為900mm。顯微鏡物鏡12的放大倍率為10x，CCD攝像機(jī)13為1/3″黑白CCD攝像機(jī)，像素尺寸為6.5μm×6.3μm。步進(jìn)電機(jī)16采用KH56KM2-801型號(hào)混合式步進(jìn)電機(jī)。
采用本發(fā)明的多功能光學(xué)質(zhì)量分析檢測(cè)裝置對(duì)通光口徑為Φ300mm，焦距為900mm的被檢聚焦鏡進(jìn)行檢測(cè)，測(cè)得的焦斑尺寸為Φ23μm。
權(quán)利要求
1.一種多功能光學(xué)質(zhì)量檢測(cè)裝置，其特征在于它共光軸地依次設(shè)有標(biāo)準(zhǔn)平行光管(9)、掃描式哈特曼光闌(10)、聚焦鏡(11)、CCD攝像機(jī)(13)，所述的掃描式哈特曼光闌(10)安裝在光闌支架上，該支架上方固定有編碼器(15)，下方裝有步進(jìn)電機(jī)(16)，還有計(jì)算機(jī)(14)，，所述的CCD攝像機(jī)(13)、編碼器(15)和步進(jìn)電機(jī)(16)均與計(jì)算機(jī)(14)相連；在計(jì)算機(jī)(14)的控制下，通過(guò)步進(jìn)電機(jī)(16)驅(qū)動(dòng)掃描式哈特曼光闌(10)繞光軸旋轉(zhuǎn)，另一方面該計(jì)算機(jī)(14)接收CCD攝像機(jī)(13)輸出的圖像和編碼器(15)給出的掃描式哈特曼光闌(10)的位置信息，并對(duì)圖像進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能光學(xué)質(zhì)量檢測(cè)裝置，其特征在于所述的掃描式哈特曼光闌(10)是在水平徑向和垂直徑向開(kāi)有周期排列的小孔，水平方向各小孔之間的間距為c，垂直方向各小孔之間的間距為d，且c＝d，水平方向的第一個(gè)小孔與光闌軸心的間距a為垂直方向上第一個(gè)小孔與軸心間距b的2倍，兩方向的各小孔半徑R均相等，且滿足關(guān)系R＝a/2＝c/2，而且垂直方向的最外側(cè)一個(gè)小孔恰好位于掃描式哈特曼光闌(10)的邊緣處，在掃描式哈特曼光闌10的中心位置設(shè)有一個(gè)小孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多功能光學(xué)質(zhì)量檢測(cè)裝置，其特征是在所述的CCD攝像機(jī)(13)之前設(shè)有顯微鏡物鏡(12)，所述的CCD攝像機(jī)(13)位于顯微鏡物鏡(12)的焦點(diǎn)位置。
全文摘要
一種多功能光學(xué)質(zhì)量檢測(cè)裝置，其特征在于它共光軸地依次設(shè)有標(biāo)準(zhǔn)平行光管、掃描式哈特曼光闌、聚焦鏡、CCD攝像機(jī)，所述的掃描式哈特曼光闌安裝在光闌支架上，該支架上方固定有編碼器，下方裝有步進(jìn)電機(jī)，還有計(jì)算機(jī)，所述的CCD攝像機(jī)、編碼器和步進(jìn)電機(jī)均與計(jì)算機(jī)相連；在計(jì)算機(jī)的控制下，通過(guò)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)掃描式哈特曼光闌繞光軸旋轉(zhuǎn)，另一方面該計(jì)算機(jī)接收CCD攝像機(jī)輸出的圖像和編碼器給出的掃描式哈特曼光闌的位置信息，并對(duì)圖像進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。本發(fā)明可用于指導(dǎo)光學(xué)元件加工、光路調(diào)整，評(píng)價(jià)入射光束與焦斑的質(zhì)量等，具有檢測(cè)精度高、速度快、功能多的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01N21/00GK1563943SQ20041001731
公開(kāi)日2005年1月12日 申請(qǐng)日期2004年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月30日
發(fā)明者黃惠杰, 劉丹, 任冰強(qiáng), 趙永凱, 閻巖, 王向朝, 張維新, 王樹(shù)森 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所