一种精确测量光源平行性的方法及装置制造方法及图纸

技术编号:15107916 阅读:99 留言:0更新日期:2017-04-08 23:25
一种精确测量光源平行性的方法及装置,属于光电测量领域,为了解决现有技术无法实现光源平行性的精确测量问题,第一步,将待测光源放置标准光栅的上方,将标准光栅固定件的上面,光电探测器固定在固定件底部,且待测光源、标准光栅和光电探测器同轴设置,光电探测器与信号处理模块连接,示波器及电脑分别与信号处理模块相连;第二步,待测光源发出的光先入射到标准光栅,再入射光电探测器上,光电探测器将所得到的光信号转化为电信号,通过信号处理模块的处理,信号输入到示波器及电脑中;第三步,电脑根据示波器的波形图计算待测光源的平行性参数;该测量装置测量精度高,数据直观可靠。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种精确测量光源平行性的方法及装置,属于光电测量领域。
技术介绍
随着机床领域对定位精度要求的不断提高,光栅尺的应用越来越广泛,其基本原理是利用了两光栅尺形成的莫尔条纹。光源的性能的好坏直接影响着莫尔条纹的对比度。目前没有关于测量光栅尺的光源平行性的专用设备相关资料,常规的平行性测量方法利用测量光斑尺寸来实现,精度较低,不适合于光栅尺光源平行性的精确测量。
技术实现思路
本专利技术为了解决现有技术无法实现光源平行性的精确测量问题,提出一种精确测量光源平行性的方法及装置。一种精确测量光源平行性的装置,其包括:标准光栅2、光电探测器3、固定件4、信号处理模块5、示波器6及电脑7;标准光栅2设置在待测光源1下方,标准光栅2固定件4的上面,光电探测器3设置在固定件4底部,且位于标准光栅2下方;光电探测器3与信号处理模块5连接,示波器6及电脑7分别与信号处理模块5相连。所述的光电探测器3可以选择线阵CCD。一种精确测量光源平行性的方法,包括以下步骤:第一步,将待测光源1放置标准光栅2的上方,将标准光栅2固定件4的上面,光电探测器3固定在固定件4底部,且待测光源1、标准光栅2和光电探测器3同轴设置,光电探测器3与信号处理模块5连接,示波器6及电脑7分别与信号处理模块5相连;第二步,待测光源1发出的光先入射到标准光栅2,再入射光电探测器3上,光电探测器3将所得到的光信号转化为电信号,通过信号处理模块5的处理,信号输入到示波器6及电脑7中;第三步,电脑7根据示波器6的波形图计算待测光源1的平行性参数。第三步的具体算法是,在示波器6的波形图中取若干个整数周期m个,读出对应的响应时间T,若CCD每个像元大小为L,每个像元的响应时间为t,则可根据计算出CCD上得到的光栅单个周期宽度的投影大小X,与所使用的光栅的真实周期宽度X0进行比较,如果X>X0,则待测光源为发散光,如果X<X0,则待测光源为会聚光。本专利技术的有益效果:本专利技术光学与机械结合,性能可靠;同时,利用上位机软件利用数据编程,选择合适的计算周期,选择合适的计算起始点,读出响应时间,利用换算关系,给出此时标准光栅投影周期,进而快速、准确地给出待测光源的平行性参数,包括光源发散或会聚情况,发散角或会聚角,完成对待测光源平行性的测量分析。该测量装置测量精度高,数据直观可靠。附图说明图1是本专利技术一种精确测量光源平行性的装置的整体结构图。图2是本专利技术一种精确测量光源平行性的装置的光栅投影示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步详细描述。如图1所示,一种精确测量光源平行性的装置,其包括:标准光栅2、光电探测器3、固定件4、信号处理模块5、示波器6及电脑7。标准光栅2设置在待测光源1下方,标准光栅2固定件4的上面,光电探测器3设置在固定件4底部,且位于标准光栅2下方。光电探测器3与信号处理模块5连接,示波器6及电脑7分别与信号处理模块5相连。所述的光电探测器3可以选择线阵CCD。一种精确测量光源平行性的方法,包括以下步骤:第一步,将待测光源1放置标准光栅2的上方,将标准光栅2固定件4的上面,光电探测器3固定在固定件4底部,且待测光源1、标准光栅2和光电探测器3同轴设置,光电探测器3与信号处理模块5连接,示波器6及电脑7分别与信号处理模块5相连。第二步,待测光源1发出的光先入射到标准光栅2,再入射光电探测器3上,光电探测器3将所得到的光信号转化为电信号,通过信号处理模块5的处理,信号输入到示波器6及电脑7中。第三步,电脑7根据示波器6的波形图计算待测光源1的平行性参数。在示波器6的波形图中取若干个整数周期m个,读出对应的响应时间T,若CCD每个像元大小为L,每个像元的响应时间为t,则可根据计算出CCD上得到的光栅单个周期宽度的投影大小X,与所使用的光栅的真实周期宽度X0进行比较,如果X>X0,则待测光源为发散光,如果X<X0,则待测光源为会聚光。如图2所示,根据标准光栅2和光电探测器3之间的距离h,利用公式tanθ=|X-X0|/2h]]>求出光源的发散角(或会聚角)θ。实施例:标准光栅2的真实周期宽度X0为160um,则计算出的周期宽度X与160um比较,则可得到光源的发散或会聚情况。使用的线阵CCD像元中心间距L为5.5um,每个像元响应时间t为0.5us,则共需要mX/5.5*0.5us,示波器上显示这m个周期响应时间为T,则公式变为:mX5.50.5=T]]>所使用的标准光栅与线阵CCD之间的距离h为1.4mm,即1.4*1000um,若公式中标准光栅投影周期X及光栅周期X0的单位取um,则具体公式:tanθ=(X-X0)/21.4*1000]]>求得待测光源的发散或会聚角度θ。本文档来自技高网...
一种精确测量光源平行性的方法及装置

【技术保护点】
一种精确测量光源平行性的装置,其包括标准光栅(2)、光电探测器(3)、固定件(4)、信号处理模块(5)、示波器(6)及电脑(7),其特征是,标准光栅(2)设置在待测光源(1)下方,标准光栅(2)固定件(4)的上面,光电探测器(3)设置在固定件(4)底部,且位于标准光栅(2)下方;光电探测器(3)与信号处理模块(5)连接,示波器(6)及电脑(7)分别与信号处理模块(5)相连。

【技术特征摘要】
1.一种精确测量光源平行性的装置,其包括标准光栅(2)、光电探测器(3)、
固定件(4)、信号处理模块(5)、示波器(6)及电脑(7),其特征是,
标准光栅(2)设置在待测光源(1)下方,标准光栅(2)固定件(4)的
上面,光电探测器(3)设置在固定件(4)底部,且位于标准光栅(2)下方;
光电探测器(3)与信号处理模块(5)连接,示波器(6)及电脑(7)分别与
信号处理模块(5)相连。
2.根据权利要求1所述的一种精确测量光源平行性的装置,其特征是,所
述光电探测器(3)选用线阵CCD。
3.一种精确测量光源平行性的方法,其特征是,该方法包括以下步骤:
第一步,将待测光源(1)放置标准光栅(2)的上方,将标准光栅(2)固
定件(4)的上面,光电探测器(3)固定在固定件(4)底部,且待测光源(1)、
标准光栅(2)和光电探测器(3)同轴设置,光电探测器(3)...

【专利技术属性】
技术研发人员:孙竹曾琪峰杨帆孙强
申请(专利权)人:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
类型:发明
国别省市:吉林;22

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