一種具備激光束導向功能的激光自準直儀的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種具備激光束導向功能的激光自準直儀，解決傳統(tǒng)自準直儀只能采用較弱光源來避免強光對眼睛或CCD檢測儀的干擾的問題。本實用新型包括激光器，沿著該激光器的激光輸出光路依次設置的分光鏡和準直透鏡，以及位于分光鏡上方的CCD檢測儀，還包括由下往上依次拉直分布的用于定位的分劃板、用于隔離激光的濾光片和用于成像、并帶有分化板的目鏡；所述目鏡位于CCD檢測儀的下方，而所述分劃板則位于分光鏡的正上方。本實用新型結構合理，設計巧妙，可以完全發(fā)揮自準直儀的所有功能，并實現(xiàn)高亮度平行激光定位導向的功能。
【專利說明】一種具備激光束導向功能的激光自準直儀

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種激光自準直儀，具體涉及的是一種具備導向功能、并可發(fā)射高功率共光路平行激光束的激光自準直儀。

【背景技術】
[0002]自準直儀是以標定直線的一種工程測量儀器，目前被廣泛應用于光學精密機械行業(yè)，是光學調(diào)校中必備的計量儀器。自準直儀利用自身發(fā)射的平行光檢驗待測光學元件平面反射回的光束偏轉(zhuǎn)，然后成像于CCD檢測儀的靶面上，得到物質(zhì)信息，繼而實現(xiàn)待檢光學元件的角度檢驗及基準定位。
[0003]然而，為了避免強反射光對人眼或CCD檢測儀的干擾，傳統(tǒng)白熾燈光源準直儀及近幾年逐漸興起的激光光源準直儀的光強度均保持在了一個比較弱的成都(激光強度一般在2mw水平，白熾燈的強度還會更低些)。經(jīng)過準直過后的光束在白天較明亮的環(huán)境中無法用肉眼看見。這一缺陷使得光學元件在光路中的定位變得很不方便，同時在作為設備基準時因為沒有可見激光作為導弓I，也使其功能受到了很大的限制，導致自準直儀的實用性被大大降低。
實用新型內(nèi)容
[0004]針對上述技術的不足，本實用新型提供了一種具備激光束導向功能的激光自準直儀，可以避免CCD檢測儀受到強激光、雜散光和高強度激光回波的干擾，確保激光自準直儀激光光源的功率不受限制，使其既可以完成傳統(tǒng)準直儀的所有功能，又可以實現(xiàn)高亮度平行激光定位導向的功能。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術方案如下:
[0006]一種具備激光束導向功能的激光自準直儀，包括激光器，沿著該激光器的激光輸出光路依次設置的分光鏡和準直透鏡，以及位于分光鏡上方的CCD檢測儀，還包括由下往上依次拉直分布的用于定位調(diào)距的分劃板、用于隔絕強激光的濾光片和用于成像、并帶有分化板的目鏡；所述目鏡位于CCD檢測儀的下方，而所述分劃板則位于分光鏡的正上方。
[0007]進一步地，沿著所述準直透鏡射出激光光束的光路處還設有聚焦鏡。
[0008]作為優(yōu)選，所述激光器為高功率半導體激光器。
[0009]與現(xiàn)有技術相比，本實用新型具有以下有益效果:
[0010](I)本實用新型設計巧妙，結構合理，使用方便。
[0011](2)本實用新型通過設置分劃板、濾光片和目鏡，在用于實現(xiàn)自準直功能時，待檢光學元件反射回來的光束在經(jīng)由物鏡、分光鏡反射后成像于分劃板上進行定位，然后在經(jīng)由濾光片衰減強激光回波、并隔絕雜散光后，由目鏡把分化板及入射到分化板上的回波激光成像于CCD檢測儀的靶面上，經(jīng)過該種強激光轉(zhuǎn)弱方式的處理，可以使射入的激光光束不會因為光度強而致使CCD檢測儀處于飽和的狀態(tài)，很好地消除了強光對CCD檢測儀的干擾。
[0012](3)本實用新型還設置了聚焦鏡，通過聚焦鏡把平行激光聚焦到放置在焦點位置的靶面上(模擬遠場)，聚焦后的高功率密度激光激發(fā)靶面物質(zhì)產(chǎn)生拉曼散射光，被激發(fā)出的拉曼散射光和反射的激光光束依次反射回聚焦鏡、準直透鏡和分光鏡，并經(jīng)由分光鏡再反射成像到分劃板上。濾光片隔絕反射回的激光并允許拉曼散射光透過，透過的拉曼散射光經(jīng)目鏡成像到CCD檢測儀的靶面上，由于隔絕了強激光，因而CCD檢測儀也不會處于飽和的狀態(tài)，因此其既實現(xiàn)了遠場定位導向的功能，又同樣可以消除強光的干擾。
[0013](4)本實用新型性價比高、實用性強、且便于批量化生產(chǎn)，其具有廣泛的應用前景，因此適于推廣應用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本實用新型-實施例1的結構示意圖。
[0015]圖2為本實用新型-實施例1的工作原理示意圖。
[0016]圖3為本實用新型-實施例1用于測量待檢光學元件前后表面分離角度時，在CCD檢測儀靶面上成像的示意圖。
[0017]圖4為本實用新型-實施例2的結構示意圖。
[0018]圖5為本實用新型-實施例2的工作原理示意圖。
[0019]圖6為本實用新型-實施例2中遠場靶物被激發(fā)的拉曼散射光在CCD檢測儀靶面上成像的示意圖。
[0020]其中，附圖標記對應的零部件名稱為:
[0021]1-激光器，2-分光鏡，3-準直透鏡，4-分劃板，5-濾光片，6-目鏡，7-CXD檢測儀，8-待檢光學兀件，9-聚焦鏡，10-遠場I巴物。

【具體實施方式】
[0022]下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明，本實用新型的實施方式包括但不限于下列實施例。
[0023]實施例1
[0024]本實用新型提供了一種新型激光自準直儀，如圖1所示，本實施例包括激光器1、分光鏡2、準直透鏡3、分劃板4、濾光片5、CCD檢測儀7以及帶有分化板的目鏡6。所述準直透鏡3設置在激光器I的激光輸出光路處，而所述分光鏡2則位于激光器I與準直透鏡3之間。
[0025]所述分劃板4、濾光片5、目鏡6以及CXD檢測儀7依次由下往上拉直分布，其中，分劃板4位于分光鏡2正上方，其分化刻度中心經(jīng)分光鏡2形成的鏡像嚴格對應激光器I的發(fā)光面。
[0026]本實施例的結構設計可實現(xiàn)準直儀導向功能，為其它光電設備提供光路基準，并方便在光路中插入各種光學元件。下面對本實施例的工作原理進行介紹，如下所述:
[0027]如圖2所示，激光器I發(fā)射激光光束，本實施例中，激光器I優(yōu)選采用高功率半導體激光器，其發(fā)射的是高功率激光光束。高功率激光光束經(jīng)過分光鏡2，然后射入到準直透鏡3中，由該準直透鏡3將激光光束準直后,形成一束平行的激光光束,并射向待檢光學兀件8。
[0028]而后，待檢光學元件8表面將光束反射回來，返回的激光回波經(jīng)過準直透鏡聚焦，由分光鏡2反射成像至其上方的分劃板4。光束繼續(xù)射向濾光片5,此時,該濾光片5將光束中的強激光和雜散光衰減和隔絕，然后射入目鏡6的分化板上，目鏡6把分化板和成像于分化板上的激光光板成像到CCD檢測儀7的靶面上，繼而完成對待檢光學元件8前后表面的角度偏差α的測量。圖3所示的兩個光斑(圖中的黑點)即為待檢光學元8前后表面反射的激光，由于目鏡6帶有分化板(相當于目鏡的標尺)，因此，根據(jù)這兩束反射光分開的距離，通過分化板顯示的刻度即可算出α的大小。
[0029]實施例2
[0030]如圖4、5所示，與實施例1的不同點在于，本實施例還設置了聚焦鏡9，其位于遠場靶物10 (例如包裝箱側壁)與準直透鏡3之間，用于將準直透鏡3發(fā)射的平行激光聚焦后，射入到遠場靶物10上。
[0031]本實施例的結構設計可以為其它設備做光軸基準，實現(xiàn)遠場導向定位的功能，其工作原理如下:
[0032]如圖5所示，遠場靶物10位于聚焦鏡9的焦點上，激光器I發(fā)射激光光束，傳過分光鏡2，然后射入到準直透鏡3中，由該準直透鏡3將激光光束準直后，形成一束平行的激光光束，并射向聚焦鏡9。聚焦鏡9將接收的激光光束進行聚焦，形成高功率激光，并射向位于其焦點上的遠場靶物10。
[0033]由于聚焦后，光斑能量密度較高，因此，遠場靶物10表面的分子會被激發(fā)而產(chǎn)生非彈性散射(即拉曼散射光)，被激發(fā)的拉曼散射光依次經(jīng)過聚焦鏡9、準直透鏡3和分光鏡2。分光鏡2將接收的光束反射至其上方的分劃板4成像。成像的光斑由分劃板4進行定位，然后射向濾光片5，該濾光片5濾光片將接收的激光光束完全隔絕，而其中的拉曼散射光則可穿透濾光片5，并射入到目鏡6的分化板上，最后由目鏡6成像到CXD檢測儀7的靶面上，從而完成遠場導向定位功能。從圖6可以看到，遠場靶物10表面產(chǎn)生的拉曼散射光在CXD檢測儀7靶面上所成的像(圖中的黑點)。
[0034]本實用新型采用了傳統(tǒng)準直光管光路形式，并通過強光源發(fā)射、準直、強激光轉(zhuǎn)弱、分光、成像的方式，使其既具備了自準直儀的所有功能，又可以實現(xiàn)遠距離定位導向的功能。本實用新型從結構上看，雖然不算特別復雜，但是各個零部件之間的位置關系設計的相當巧妙，這是基于對光學各種原理充分理解的基礎上設計出來的結構，其充分將自準直和激光拉曼的原理進行了結合，使二者相互融合，從而不僅完全發(fā)揮了自準直的優(yōu)勢，使其不因激光光源的功率而受限，而且還實現(xiàn)了高亮度平行激光定位導向的功能。因此，與現(xiàn)有技術相比，本實用新型技術進步明顯，其具有實質(zhì)性的特點和進步。
[0035]上述實施例僅為本實用新型優(yōu)選的兩個實施例，并非對本實用新型保護范圍的限制，但凡采用本實用新型的設計原理，以及在此基礎上進行非創(chuàng)造性勞動而作出的變化，均應屬于本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【權利要求】
1.一種具備激光束導向功能的激光自準直儀，包括激光器(1)，沿著該激光器(I)的激光輸出光路依次設置的分光鏡(2)和準直透鏡(3),以及位于分光鏡(2)上方的(XD檢測儀(7)，其特征在于，還包括由下往上依次拉直分布的用于定位調(diào)距的分劃板(4)、用于隔絕強激光的濾光片(5)和用于成像、并帶有分化板的目鏡(6);所述目鏡(6)位于CCD檢測儀(7)的下方，而所述分劃板(4)則位于分光鏡(2)的正上方。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種具備激光束導向功能的激光自準直儀，其特征在于，沿著所述準直透鏡(3 )射出激光光束的光路處還設有聚焦鏡(9 )。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的一種具備激光束導向功能的激光自準直儀，其特征在于，所述激光器(I)為高功率半導體激光器。
【文檔編號】G01B11/26GK204085468SQ201420551891
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月25日 優(yōu)先權日:2014年9月25日
【發(fā)明者】張桂華 申請人:成都玄武光電有限公司