無衍射斑干涉儀的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種無衍射斑干涉儀,包括投光部和成像部;所述投光部包括激光器、反射鏡、旋轉(zhuǎn)毛玻璃、分光棱鏡、分光板以及第一準(zhǔn)直鏡;所述成像部包括標(biāo)準(zhǔn)鏡、樣品承載部以及圖像傳感器;其中,激光器發(fā)射出的激光經(jīng)第一反射鏡反射后依次通過旋轉(zhuǎn)毛玻璃、分光棱鏡、分光板以及第一準(zhǔn)直鏡形成平行光射出;平行光經(jīng)所述標(biāo)準(zhǔn)鏡照射所述樣品承載部上的待測樣品;再經(jīng)待測樣品和標(biāo)準(zhǔn)鏡反射后返回并依次通過第一準(zhǔn)直鏡、分光板以及分光棱鏡入射所述圖像傳感器。本發(fā)明中由馬達驅(qū)動的旋轉(zhuǎn)毛玻璃放置在光源部分,馬達與旋轉(zhuǎn)毛玻璃的同軸穩(wěn)定、震動等因素對成像系統(tǒng)幾乎沒有影響;本發(fā)明簡化了結(jié)構(gòu),降低了成本。
【專利說明】無衍射斑干涉儀
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及干涉儀,具體地,涉及一種無衍射斑干涉儀。
【背景技術(shù)】
[0002]激光干涉儀采用時間與空間相干度很高的He-Ne激光器作為光源,其良好的空間相干性會帶來一定的副作用:儀器內(nèi)鏡片表面的灰塵、疵病或材料內(nèi)部的缺陷,均會弓I起嚴(yán)重的衍射斑,俗稱為“牛眼環(huán)”。衍射斑疊加在干涉條紋圖像上,會給后續(xù)的數(shù)據(jù)處理帶來干擾。
[0003]經(jīng)過對現(xiàn)有技術(shù)的檢索,發(fā)現(xiàn)申請?zhí)枮?00910069745.2,發(fā)明名稱為共路激光干涉儀的發(fā)明包括激光器、偏振分光鏡、反射鏡、衍射光柵、偏振片、凸透鏡和光電探測器,在激光器發(fā)出光束方向上放置偏振分光鏡,偏振分光鏡的分光面與激光器發(fā)出光束方向成45°在偏振分光鏡的分光面方向上的上側(cè)和下側(cè)分別放置反射鏡和衍射光柵;在出射光的方向上依次放置偏振片、凸透鏡和光電探測器,這三個兀件的光軸方向與偏振分光鏡的分光面成45° ,與激光器發(fā)出光束方向成90°。雖然此發(fā)明將激光多普勒技術(shù)與激光偏振干涉技術(shù)相結(jié)合,增強光路對外界環(huán)境的抗干擾能力,但是仍然會產(chǎn)生衍射斑,影響激光干涉儀的干涉條紋品質(zhì),進而降低了激光干涉儀的測量分辨力和精度。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷,本發(fā)明的目的是提供一種無衍射斑干涉儀。
[0005]根據(jù)本發(fā)明提供的無衍射斑干涉儀,包括投光部和成像部;
[0006]所述投光部包括激光器、第一反射鏡、旋轉(zhuǎn)毛玻璃、分光棱鏡、分光板以及第一準(zhǔn)直鏡;所述成像部包括標(biāo)準(zhǔn)鏡、樣品承載部以及圖像傳感器;
[0007]其中,激光器發(fā)射出的激光經(jīng)第一反射鏡反射后依次通過旋轉(zhuǎn)毛玻璃、分光棱鏡、分光板以及第一準(zhǔn)直鏡形成平行光射出;平行光經(jīng)所述標(biāo)準(zhǔn)鏡照射所述樣品承載部上的待測樣品;再經(jīng)待測樣品和標(biāo)準(zhǔn)鏡反射后返回并依次通過第一準(zhǔn)直鏡、分光板以及分光棱鏡入射所述圖像傳感器。
[0008]優(yōu)選地,還包括馬達,所述馬達驅(qū)動所述旋轉(zhuǎn)毛玻璃旋轉(zhuǎn)。
[0009]優(yōu)選地,還包括C-Lens透鏡,所述C-Lens透鏡配合所述旋轉(zhuǎn)毛玻璃使依次入射旋轉(zhuǎn)毛玻璃和C-Lens透鏡的激光形成面光源并向所述分光棱鏡發(fā)射球面光。
[0010]優(yōu)選地,還包括發(fā)散鏡,由所述第一反射鏡射出的激光通過所述發(fā)散鏡入射所述旋轉(zhuǎn)毛玻璃。
[0011]優(yōu)選地,還包括第二準(zhǔn)直鏡,所述第二準(zhǔn)直鏡設(shè)置在所述圖像傳感器的輸入端的前端。
[0012]優(yōu)選地,所述馬達與所述旋轉(zhuǎn)毛玻璃的連接點位于所述旋轉(zhuǎn)毛玻璃的中心。
[0013]優(yōu)選地,所述激光器米用He-Ne激光器。
[0014]優(yōu)選地,所述圖像傳感器采用CXD圖像傳感器。[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明具有如下的有益效果:
[0016]1、本發(fā)明中整個光路中只有一級成像系統(tǒng),具有更高的成像MTF,C⑶上接收的圖像売度均勻,具有更聞的干涉條紋品質(zhì);
[0017]2、本發(fā)明中由馬達驅(qū)動的旋轉(zhuǎn)毛玻璃放置在光源部分,馬達與旋轉(zhuǎn)毛玻璃的同軸穩(wěn)定、震動等因素對成像系統(tǒng)幾乎沒有影響;
[0018]3、本發(fā)明簡化了結(jié)構(gòu),降低了成本。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細(xì)描述,本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點將會變得更明顯:
[0020]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0021]圖2為本發(fā)明中光源部分的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖中:
[0023]I 為 He-Ne 激光器;
[0024]2為第一反射鏡;
[0025]3為發(fā)散鏡;
[0026]4為馬達;
[0027]5為旋轉(zhuǎn)毛玻璃;
[0028]6 為 C-Lens 透鏡;
[0029]7為分光棱鏡;
[0030]8為分光板;
[0031]9為第一準(zhǔn)直鏡;
[0032]10為標(biāo)準(zhǔn)鏡;
[0033]11為樣品承載部;
[0034]12為第二反射鏡;
[0035]13為對準(zhǔn)分劃板;
[0036]14 為對準(zhǔn) CMOS ;
[0037]15為第二準(zhǔn)直鏡;
[0038]16為(XD圖像傳感器;
[0039]17為顯微物鏡;
[0040]18為成像鏡頭。
【具體實施方式】
[0041]下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進行詳細(xì)說明。以下實施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進一步理解本發(fā)明,但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是,對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說,在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下,還可以做出若干變形和改進。這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。
[0042]在本實施例中,如圖1、圖2所示,本發(fā)明提供的無衍射斑干涉儀,包括投光部和成像部;[0043]所述投光部包括激光器、第一反射鏡2、旋轉(zhuǎn)毛玻璃5、分光棱鏡7、分光板8以及第一準(zhǔn)直鏡9 ;所述成像部包括標(biāo)準(zhǔn)鏡10、樣品承載部11以及圖像傳感器;
[0044]其中,激光器發(fā)射出的激光經(jīng)第一反射鏡2依次通過旋轉(zhuǎn)毛玻璃5、分光棱鏡7、分光板8以及第一準(zhǔn)直鏡9形成平行光射出;平行光經(jīng)通過所述標(biāo)準(zhǔn)鏡10照射所述樣品承載部11上的待測樣品;由待測樣品和標(biāo)準(zhǔn)鏡10反射后返回并依次通過第一準(zhǔn)直鏡9、分光板8以及分光棱鏡7入射所述圖像傳感器。所述激光器采用He-Ne激光器I。所述圖像傳感器采用CXD圖像傳感器16。
[0045]本發(fā)明提供的無衍射斑干涉儀還包括馬達4,所述馬達4驅(qū)動所述旋轉(zhuǎn)毛玻璃旋轉(zhuǎn)5,馬達4與所述旋轉(zhuǎn)毛玻璃5的連接點位于所述旋轉(zhuǎn)毛玻璃5的中心。本發(fā)明提供的無衍射斑干涉儀還包括C-Lens透鏡6,所述C-Lens透鏡6配合所述旋轉(zhuǎn)毛玻璃5使依次入射旋轉(zhuǎn)毛玻璃5和C-Lens透鏡6的激光形成面光源并向所述分光棱鏡7發(fā)射球面光。本發(fā)明提供的無衍射斑干涉儀還包括發(fā)散鏡3,由所述第一反射鏡2射出的激光通過所述發(fā)散鏡3入射所述旋轉(zhuǎn)毛玻璃5。本發(fā)明提供的無衍射斑干涉儀還包括第二準(zhǔn)直鏡15,所述第二準(zhǔn)直鏡15設(shè)置在所述圖像傳感器的輸入端的前端。
[0046]當(dāng)使用本發(fā)明提供的無衍射斑干涉儀時,首先由He-Ne激光器I輸出的激光經(jīng)第一反射鏡2轉(zhuǎn)折后入射發(fā)散鏡3進行擴束,然后打在由馬達4帶動的旋轉(zhuǎn)毛玻璃5上。由毛玻璃5與C-Lens透鏡6構(gòu)成的光源系統(tǒng)中形成面光源,該面光源發(fā)出的球面光透過分光棱鏡7,由分光板8反射后,經(jīng)第一準(zhǔn)直鏡9形成平行光。該平行光分別由標(biāo)準(zhǔn)鏡10與樣品承載部11上的待測樣品反射,沿第一準(zhǔn)直鏡9返回,一部分經(jīng)光分光板8反射后再由分光棱鏡7反射,然后經(jīng)第二準(zhǔn)直鏡15再次形成平行光,直接由CCD圖像傳感器16接收,即在像面位置由CXD圖像傳感器16接收;另一部分透過分光板8經(jīng)第二反射鏡12反射后通過對準(zhǔn)分劃板13入射對準(zhǔn)CMOS 14。
[0047]儀器內(nèi)部光學(xué)鏡片表面的灰塵、疵病等,均會引起嚴(yán)重的衍射斑。衍射斑疊加在干涉條紋圖像上,會給后續(xù)的數(shù)據(jù)處理帶來干擾。本發(fā)明提供的無衍射斑干涉儀將旋轉(zhuǎn)毛玻璃放置在光源部分與C-Lens透鏡形成的面光源來替代傳統(tǒng)的點光源,這種方法形成的面光源可降低激光的空間相干性,有效消除灰塵顆粒等引起的衍射斑。與此同時,可直接將CCD圖像傳感器放置在像面位置來接收干涉條紋,去掉了傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)中的二級成像系統(tǒng),簡化了結(jié)構(gòu),降低了成本。
[0048]以上對本發(fā)明的具體實施例進行了描述。需要理解的是,本發(fā)明并不局限于上述特定實施方式,本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改,這并不影響本發(fā)明的實質(zhì)內(nèi)容。
【權(quán)利要求】
1.一種無衍射斑干涉儀,其特征在于,包括投光部和成像部; 所述投光部包括激光器、第一反射鏡、旋轉(zhuǎn)毛玻璃、分光棱鏡、分光板以及第一準(zhǔn)直鏡;所述成像部包括標(biāo)準(zhǔn)鏡、樣品承載部以及圖像傳感器; 其中,激光器發(fā)射出的激光經(jīng)第一反射鏡反射后依次通過旋轉(zhuǎn)毛玻璃、分光棱鏡、分光板以及第一準(zhǔn)直鏡形成平行光射出;平行光經(jīng)所述標(biāo)準(zhǔn)鏡照射所述樣品承載部上的待測樣品;再經(jīng)待測樣品和標(biāo)準(zhǔn)鏡反射后返回并依次通過第一準(zhǔn)直鏡、分光板以及分光棱鏡入射所述圖像傳感器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無衍射斑干涉儀,其特征在于,還包括馬達,所述馬達驅(qū)動所述旋轉(zhuǎn)毛玻璃旋轉(zhuǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的無衍射斑干涉儀,其特征在于,還包括C-Lens透鏡,所述C-Lens透鏡配合所述旋轉(zhuǎn)毛玻璃使依次入射旋轉(zhuǎn)毛玻璃和C-Lens透鏡的激光形成面光源并向所述分光棱鏡發(fā)射球面光。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無衍射斑干涉儀,其特征在于,還包括發(fā)散鏡,由所述第一反射鏡射出的激光通過所述發(fā)散鏡入射所述旋轉(zhuǎn)毛玻璃。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無衍射斑干涉儀,其特征在于,還包括第二準(zhǔn)直鏡,所述第二準(zhǔn)直鏡設(shè)置在所述圖像傳感器的輸入端的前端。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無衍射斑干涉儀,其特征在于,所述馬達與所述旋轉(zhuǎn)毛玻璃的連接點位于所述旋轉(zhuǎn)毛玻璃的中心。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無衍射斑干涉儀,其特征在于,所述激光器采用He-Ne激光器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無衍射斑干涉儀,其特征在于,所述圖像傳感器采用CCD圖像傳感器。
【文檔編號】G01N21/45GK104019738SQ201410157909
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年4月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月18日
【發(fā)明者】祝沛 申請人:上海乾曜光學(xué)科技有限公司