專利名稱：光學(xué)非球面面形測(cè)試儀的制作方法
專利說明
一、技術(shù)領(lǐng)域本實(shí)用新型涉及一種光學(xué)測(cè)量?jī)x器，特別涉及一種相移式橫向剪切干涉儀。
為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是包括光學(xué)系統(tǒng)、監(jiān)視器、顯視器、高壓放大器、計(jì)算機(jī)、D/A接口和圖象采集卡，監(jiān)視器、顯視器、高壓放大器、計(jì)算機(jī)之間采用信號(hào)線聯(lián)接，計(jì)算機(jī)、D/A接口與圖象采集卡通過計(jì)算機(jī)插口聯(lián)接，其特點(diǎn)是，光學(xué)系統(tǒng)包括一氦氖激光器，在氦氖激光器的發(fā)射端依次設(shè)置有減光器和反射鏡，在反射鏡的光路中依次設(shè)置有擴(kuò)束鏡和分束立方棱鏡，分束立方棱鏡的反射光路中依次設(shè)置有分束立方棱鏡和標(biāo)準(zhǔn)透鏡，被測(cè)鏡放置在標(biāo)準(zhǔn)透鏡的后面，分束立方棱鏡的反射光路中設(shè)置有反射鏡，經(jīng)反射鏡反射的光再透過分束立方棱鏡射入分束立方棱鏡另一端與監(jiān)視器相連接的CCD攝像機(jī)上，經(jīng)被測(cè)件反射回來又透過分束立方棱鏡的光路中依次設(shè)置有剪切立方棱鏡、玻璃平板和剪切直角棱鏡，在剪切立方棱鏡的反射光路中依次設(shè)置有相移直角棱鏡和與高壓放大器相連接的壓電陶瓷，且相移直角棱鏡與壓電陶瓷相連，剪切立方棱鏡的出射光路中設(shè)置有與監(jiān)視器相連接的CCD攝相機(jī)。
本實(shí)用新型的另一特點(diǎn)是剪切直角棱鏡可沿X軸上下移動(dòng)，平板玻璃可繞X軸轉(zhuǎn)動(dòng)，相移直角棱鏡可通過壓電陶瓷的伸縮沿X軸前后移動(dòng)。
本實(shí)用新型的剪切功能由剪切直角棱鏡的移動(dòng)和玻璃平板的轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)，相移功能由壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)相移直角棱鏡完成，可對(duì)二次非球面和任意高次曲面進(jìn)行一維、二維的采集與數(shù)據(jù)處理，得到被測(cè)非球面度。測(cè)量速度快，測(cè)量精度高。
圖2是本實(shí)用新型光學(xué)系統(tǒng)17的結(jié)構(gòu)示意圖。
參見

圖1，2；本實(shí)用新型包括一光學(xué)系統(tǒng)17，光學(xué)系統(tǒng)17包括氦氖激光器1，在氦氖激光器1的發(fā)射端依次設(shè)置有減光器16和反射鏡2，在反射鏡2的光路中依次設(shè)置有擴(kuò)束鏡3和分束立方棱鏡4，分束立方棱鏡4的反射光路中依次設(shè)置有分束立方棱鏡6和標(biāo)準(zhǔn)透鏡7，被測(cè)鏡8放置在標(biāo)準(zhǔn)透鏡7的后面，分束立方棱鏡6的反射光路中設(shè)置有反射鏡13，經(jīng)反射鏡13反射的光再透過分束立方棱鏡6射入分束立方棱鏡6另一端與監(jiān)視器18相連接的CCD攝像機(jī)14上，監(jiān)視器18通過信號(hào)線與監(jiān)視器19、顯視器24、高壓放大器22、計(jì)算機(jī)23相連，計(jì)算機(jī)23、D/A接口21與圖象采集卡20通過計(jì)算機(jī)插口聯(lián)接，經(jīng)被測(cè)鏡8反射回來又透過分束立方棱鏡4的光路中依次設(shè)置有剪切立方棱鏡5、玻璃平板12和剪切直角棱鏡10，剪切直角棱鏡10可沿X軸上下移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)X方向的剪切，平板玻璃12可繞X軸轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)沿Y方向的剪切，在剪切立方棱鏡5的反射光路中依次設(shè)置有相移直角棱鏡9和與高壓放大器22相連接的壓電陶瓷11，且相移直角棱鏡9與壓電陶瓷11相連，相移直角棱鏡9可通過壓電陶瓷11的伸縮沿X軸前后移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)相移。剪切立方棱鏡5的出射光路中設(shè)置有與監(jiān)視器19相連接的CCD攝相機(jī)15，本實(shí)用新型由氦氖激光器1發(fā)出相干光束，經(jīng)減光器16、反射鏡2后，進(jìn)入擴(kuò)束鏡3，經(jīng)分束立方棱鏡4反射后，進(jìn)入分束立方棱鏡6，其透射光進(jìn)入標(biāo)準(zhǔn)透鏡7后沿法向入射到被測(cè)鏡8的表面上，光束在被測(cè)鏡8上反射后再次進(jìn)入標(biāo)準(zhǔn)透鏡7、分束立方棱鏡6和分束立方棱鏡4后進(jìn)入剪切立方棱鏡5，被剪切立方棱鏡5反射的光束經(jīng)相移直角棱鏡9反射再次進(jìn)入剪切立方棱鏡5后進(jìn)入CCD攝像機(jī)15；透過剪切立方棱鏡5的透射光束經(jīng)平板玻璃12進(jìn)入剪切直角棱鏡10，反射光束再經(jīng)剪切立方棱鏡5反射后進(jìn)入CCD攝像機(jī)15。因此在監(jiān)視器19上得到的是由被測(cè)反射波面剪切后的兩個(gè)錯(cuò)開波面的干涉條紋圖。使剪切直角棱鏡10沿X方向運(yùn)動(dòng)可實(shí)現(xiàn)X方向的剪切，繞X軸轉(zhuǎn)動(dòng)平板玻璃12，可實(shí)現(xiàn)沿Y方向的剪切，用壓電陶瓷11驅(qū)動(dòng)相移直角棱鏡9在X軸前后移動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)相移。分束立方棱鏡6、反射鏡13、CCD攝像機(jī)14及監(jiān)視器18組成被測(cè)件的目視調(diào)校系統(tǒng)，射入分束立方棱鏡6的反射光經(jīng)反射鏡13反射后又透過立方棱鏡6進(jìn)入調(diào)校用CCD攝象機(jī)14，并在監(jiān)視器18上出現(xiàn)一光點(diǎn)，這一光點(diǎn)是調(diào)校的基準(zhǔn)。被測(cè)波面在立方棱鏡6上反射后也進(jìn)入CCD攝像機(jī)14，在監(jiān)視器18上出現(xiàn)一測(cè)試光點(diǎn)，調(diào)整被測(cè)鏡8，使這一光點(diǎn)和基準(zhǔn)光點(diǎn)大致重合，這樣就可以通過CCD攝像機(jī)15和圖像采集卡20將剪切干涉條紋圖送達(dá)計(jì)算機(jī)23通過顯視器24顯示，CCD攝像機(jī)15是將照在其上的光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，形成視頻信號(hào)，通過圖像采集卡20可以在監(jiān)視器19上得到剪切干涉條紋圖，然后利用計(jì)算機(jī)23控制高壓放大器22驅(qū)動(dòng)壓電陶瓷11的伸縮，從而移動(dòng)相移直角棱鏡9，在干涉場(chǎng)得到一系列位相變化的干涉條紋圖，這時(shí)用計(jì)算機(jī)23和圖像采集卡20采集得到這些剪切干涉條紋圖的圖像數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)23中，留待以后處理。
權(quán)利要求1.一種光學(xué)非球面面形測(cè)試儀，包括光學(xué)系統(tǒng)[17]、監(jiān)視器[18]和監(jiān)視器[19]、顯視器[24]、高壓放大器[22]、計(jì)算機(jī)[23]、D/A接口[21]和圖像采集卡[20]，監(jiān)視器[18]和監(jiān)視器[19]、顯視器[24]、高壓放大器[22]、計(jì)算機(jī)[23]之間采用信號(hào)線聯(lián)接，計(jì)算機(jī)[23]、D/A接口[21]與圖像采集卡[20]通過計(jì)算機(jī)插口聯(lián)接，其特征在于光學(xué)系統(tǒng)[17]包括氦氖激光器[1]，在氦氖激光器[1]的發(fā)射端依次設(shè)置有減光器[16]和反射鏡[2]，在反射鏡[2]的光路中依次設(shè)置有擴(kuò)束鏡[3]和分束立方棱鏡[4]，分束立方棱鏡[4]的反射光路中依次設(shè)置有分束立方棱鏡[6]和標(biāo)準(zhǔn)透鏡[7]，被測(cè)鏡[8]放置在標(biāo)準(zhǔn)透鏡[7]的后面，分束立方棱鏡[6]的反射光路中設(shè)置有反射鏡[13]，經(jīng)反射鏡[13]反射的光再透過分束立方棱鏡[6]射入分束立方棱鏡[6]另一端與監(jiān)視器[18]相連接的CCD攝像機(jī)[14]上，經(jīng)被測(cè)鏡[8]反射回來又透過分束立方棱鏡[4]的光路中依次設(shè)置有剪切立方棱鏡[5]、玻璃平板[12]和剪切直角棱鏡[10]，在剪切立方棱鏡[5]的反射光路中依次設(shè)置有相移直角棱鏡[9]和與高壓放大器[22]相連接的壓電陶瓷[11]，且相移直角棱鏡[9]與壓電陶瓷[11]相連，剪切立方棱鏡[5]的出射光路中設(shè)置有與監(jiān)視器[19]相連接的CCD攝像機(jī)[15]。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)非球面面形測(cè)試儀，其特征在于所說的剪切直角棱鏡[10]可沿X軸上下移動(dòng)，平板玻璃[12]可繞X軸轉(zhuǎn)動(dòng)，相移直角棱鏡[9]可通過壓電陶瓷[11]的伸縮沿X軸前后移動(dòng)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種光學(xué)非球面面形測(cè)試儀，它通過光學(xué)系統(tǒng)將相移橫向剪切干涉條紋圖送達(dá)CCD相機(jī)靶面，由CCD相機(jī)靶面將照在其上的光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，形成視頻信號(hào)，通過圖象采集卡可以得到剪切干涉條紋圖，然后利用計(jì)算機(jī)控制高壓放大器驅(qū)動(dòng)壓電陶瓷的伸縮，從而移動(dòng)相移直角棱鏡，在干涉場(chǎng)得到一系列位相變化的剪切干涉條紋圖，這時(shí)用計(jì)算機(jī)和圖象采集卡采集這些剪切干涉條紋圖的圖象數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中，留待以后處理。本實(shí)用新型可以對(duì)二次非球面和任意高次曲面進(jìn)行一維、二維的采集與數(shù)據(jù)處理，得到被測(cè)非球面度。測(cè)量速度快，測(cè)量精度高。
文檔編號(hào)G01B21/20GK2526783SQ02224499
公開日2002年12月18日 申請(qǐng)日期2002年2月1日 優(yōu)先權(quán)日2002年2月1日
發(fā)明者劉中本, 田愛玲, 齊文浦, 權(quán)貴秦 申請(qǐng)人:西安工業(yè)學(xué)院