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2013-03-28 14:31 |
激光反射式定心与装配工作台（定心仪）介绍
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。 L*v93 ;|s
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。 ,;c{9H
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工作原理 [C2kK *JZ
定心仪的结构大致分成两部分，光学模块和回转样品台。 K# / Ch5?
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。 c9|I4=_K
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。 j KYm /}d
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。 M{G$Pk8 [
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。 s
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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。 ~ yd% ~|
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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。 D)h["z|F
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通过图像采集卡将图像输入到计算机，通过软件可以对各个透镜和整个系统的镜头组装自动完成测量，并计算后将数据存储。 "\}21B~{7'
定心仪系统可以通过空气轴承的旋转来测量一组镜子的光轴的偏差。在空气轴承安装了可以调心和倾斜俯仰的装置，用来帮助将空气轴承的旋转轴与镜头的机械轴对准。一旦将镜头外壳对准，便只需要将各个镜片放置在外壳中，然后用定心仪进行各个透镜的定心。 ^fG`DjA)
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一般操作过程如下： `I@)<d
1.借助于机械或电子量仪（如千分表、杠杆表等），将透镜筒对准调好。这个过程是建立一个机械的参考，使镜筒的机械轴与空气轴承的旋转轴重合。 L,GShl 0S
2.当第一次装配镜头时，每次装配一个元件，并用LAS对每个表面的成像高度进行记录。这将有助于在装配中找到正确像点。 HK^a:BI
3.清洁透镜并在其装配位置的圆周的3等分处，每隔120度涂上环氧胶合剂。装配第一个透镜。 zo/0b/lQ
4.调整光学模块到准确的高度，并使得显示器中的反射像聚焦。 WT I 'O
5.转动空气轴承平台，观察显示器上的像点。移动透镜使得像点稳定。等待一段时间直至环氧胶合剂凝固。用固定环将透镜固定。 P"2Q&M_ /
6.对其他的元件也重复以上过程。
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