大多数的
光学实验室,对采用平行光管的透射式定心工具比较熟悉,但这种方法有很大的局限性。首先,这种测量不适用于非球面、柱面和抛物面的
镜头。然而动态
激光反射系统可以应用于任何光学表面。其次,基于平行光管的对准仪需要随测量对象的变换经常改变物镜,使得测量成本非常高昂。标准的平行光管使用低强度的白光
光源,在大部分增透膜表面的反射率很低,特别是V 型镀膜。激光反射系统则不存在此类问题。在此简单得介绍下激光反射式定心方式。
S-c ^eLzQ 激光反射式定心与装配工作台(定心仪),用于精密与超精密镜头组的装配,以提高装配和检测精度。定心仪可以将多元件系统的装配、测量、检测等过程紧密地联系在一起。在装配过程中,操作者可以获得光学对准信息的反馈,用标准光学测量模块可以测到的最小倾斜值达到2弧秒,中心定位的精度可以达到小于0.5微米。
cG_Vc[ #]Y*0Wzpfn 工作原理
snC/H G7 定心仪的结构大致分成两部分,光学模块和回转样品台。
Wekqn!h 光学模块包括光源和探测器。采用激光作探测源,
激光器的
波长可以根据被测对象,选择可见或红外光。激光通过固定
焦距的镜头,入射到被测镜头的上表面或下表面,由镜头表面反射回来的光聚焦在探测器,形成测量反馈光斑。
:FHA]oec1 回转样品台的基座是一个空气轴承转台,具有可调倾斜的自对心夹具,可以调整被测的
透镜,使其外壳机械轴与测量光束共轴。
+~35G:&: 光学模块发出一束聚焦的激光光束,这束光束与空气轴承的旋转轴是精确对心的。
1m)M;^_ 光学模块发出了一束聚焦的光束由测量样品表面反射后,
成像在CCD靶面上。如果被测表面恰好在中心,反射的光束在观察界面产生一个在中心固定不改变位置的光斑。若测量的表面不在理想的中心,反射光束的光轴会和理想的中心轴线间产生一个夹角,在观察界面上的反射光斑就会偏离中心位置。 旋转空气轴承,这个偏心的光斑就会围绕着CCD的中心旋转。在观察界面看到的反射光斑轨道半径,与样品的倾斜程度成比例,而与它的曲率半径没有关系。
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i=rH7k 聚焦光束将从被测镜面反射回CCD后完成测量。由于激光光束是聚焦的,反射光束可以任意选择共焦光束或普通光束。图1和图2是普通光束和共焦光束反射的示意图。通过利用任意一种反射光束,定心仪可以测量的镜片的曲率范围可以从±2mm到无穷大。
[Y/:@t"2y T1bd:mC}n 在CCD接收到反射光束行成的圆形路径之后,通过
软件进行测量这一圆形的直径,并进行中心位置的测量和计算,然后将数据反馈给操作者。
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