一种干涉成像光学系统技术方案

技术编号:15743499 阅读:97 留言:0更新日期:2017-07-02 16:28
本发明专利技术公开了一种干涉成像光学系统,包括第一透镜组、分光镜、第一反射镜、第二反射镜、第二透镜组和光电转换元件阵列;第一透镜组用于接收物光并形成目标物的像;像光进入分光镜,分光镜透射部分像光形成一路透射光,并反射部分像光形成另一路反射光;由分光镜透射出的光和反射出的光经两个反射镜后,重新进入分光镜,分光镜将两束光汇合并发生干涉,经过第二透镜组汇聚到光电转换元件阵列进行接收和记录;第一反射镜和第二反射镜的任意一个到分光镜的距离固定,另外一个可沿其光轴方向平行移动。本发明专利技术干涉成像光学系统,能够成像获得携带目标物形貌信息的干涉图像,通过后期的应用转换,能够为获得物体显微的二维形貌和光谱信息等提供数据基础。

Interferometric imaging optical system

The invention discloses an interference imaging optical system includes a first lens group, a spectroscope, a first mirror, second mirror, the second lens group and a photoelectric conversion element array; a first lens group for receiving the object light and the formation of the target image; like the light into the light microscope spectroscope, like light to form a road the transmission of light, and light reflecting part like into a path of the reflected light; the light reflected by the light and reflected by the two mirror mirror, re entering the spectroscope. Spectroscope will be merged with the interference of two beams of light, through the second lens group converged to the photoelectric conversion element array for receiving and recording the first mirror; and the second mirror of an arbitrary distance fixed to a spectroscope, a movable parallel along the optical axis. The invention of interferometric imaging optical system, imaging can obtain the interference image carrying target profile information, the application of conversion, can provide the data basis for obtaining two-dimensional object microscopic morphology and spectral information etc..

【技术实现步骤摘要】
一种干涉成像光学系统
本专利技术涉及干涉测量应用
,特别是涉及一种干涉成像光学系统。
技术介绍
现有技术中,普通的成像系统由成像物镜组和光电转换器件阵列构成,物体光进入成像物镜组,形成的像由光电转换器件阵列接收,从而得到物体图像,通过成像系统可实时记录和观测物体形貌。光波干涉是一种基本的光学物理现象,光学干涉测量是通过产生相干的两路光,一路作为参考光,一路作为测量光,参考光照射到位置固定的参考反射镜,测量光照射到被测对象,由参考反射镜反射回的参考光与被测对象反射回的物光光波叠加发生干涉,干涉条纹反映两路光光程差信息,从而根据干涉条纹的变化获得被测对象的特征信息。光学干涉测量技术不仅可测量长度、位移,还可获得物体显微的三维形貌、表面粗糙度、光谱信息等多种特性信息。因此,如何能将干涉测量技术应用到成像系统中,能实时记录和观测携带物体形貌信息的干涉图像,可以为获得物体的二维形貌和光谱信息等提供数据基础。
技术实现思路
鉴于此,本专利技术提供一种干涉成像光学系统,能够成像获得携带目标物形貌信息的干涉图像。为实现上述目的,本专利技术提供如下技术方案:一种干涉成像光学系统,包括第一透镜组、分光镜、第一反射镜、第二反射镜、第二透镜组和光电转换元件阵列;所述第一透镜组用于接收物光并形成目标物的像;所述分光镜位于所述第一透镜组的像空间,所述分光镜透射部分像光形成一路透射光,并反射部分像光形成另一路反射光,透射光照射到所述第一反射镜,反射后返回到所述分光镜被反射出,另一路反射光照射到所述第二反射镜,反射后返回到所述分光镜被透射出;由所述分光镜反射出的光和透射出的光汇合发生干涉,所述第二透镜组将干涉光汇聚到所述光电转换元件阵列,由所述光电转换元件阵列对干涉光进行接收和记录;其中,所述第一反射镜和所述第二反射镜中的任意一个到所述分光镜的距离固定,另外一个可沿其光轴方向平行移动。可选地,在所述第一透镜组的物方一侧设置有具有预设带通范围的滤光片,或者在分光镜的分光膜系前镜组中镀制具有预设带通范围的滤光膜系。可选地,所述分光镜为分光棱镜;所述分光镜朝向所述第一透镜组一面的通光孔径大于所述第一透镜组像方一侧的通光孔径;所述分光镜朝向所述第二透镜组一面的通光孔径大于所述第二透镜组朝向所述分光镜一侧的通光孔径。可选地,所述分光镜为分光棱镜,所述分光棱镜的第一表面垂直于所述第一透镜组的光轴方向,第二表面垂直于照射在所述第一反射镜的透射光的光路方向,第三表面垂直于照射在所述第二反射镜的反射光的光路方向,第四表面垂直于所述第二透镜组的光轴方向;或者,所述分光镜为分光平片,所述分光平片以法线与所述第一透镜的光轴成45度设置。可选地,可沿其所在光路方向移动的反射镜由直线驱动器连接,所述直线驱动器用于带动该反射镜沿其所在光路方向移动。可选地,到所述分光镜的距离固定的反射镜的镜面面积大于由所述第一透镜组和所述分光镜组成的光学系统在该反射镜镜面上形成的投影面面积。可选地,所述光电转换元件阵列位于所述第二透镜组的像方焦平面上。可选地,所述光电转换元件阵列包括CCD元件阵列、CMOS元件阵列或者APD元件阵列。可选地,所述第一反射镜到所述分光镜的距离固定,所述第二反射镜可沿其所在光路方向移动。可选地,所述第一透镜组的后截距l满足以下关系式:l≥a+d+w;其中,a表示所述分光镜沿所述第一透镜组光轴方向的宽度,d表示可移动反射镜的移动行程d,w表示所述干涉成像光学系统的机械装配空间w。由上述技术方案可知,本专利技术所提供的干涉成像光学系统,包括第一透镜组、分光镜、第一反射镜、第二反射镜、第二透镜组以及光电转换元件阵列。由第一透镜组接收目标物发出的光并形成目标物的像,像光经过分光镜,一部分透射一部分反射,透射光照射到第一反射镜,反射后返回到分光镜被反射出,反射光照射到第二反射镜,反射后返回到分光镜被透射出,第一反射镜和第二反射镜中的任意一个到分光镜的距离固定,另外一个可沿其光轴方向平行移动,通过可移动反射镜调整两路光之间的光程差;由分光镜反射出的光和透射出的光汇合发生干涉,经第二透镜组将干涉光汇聚到光电转换元件阵列,由光电转换元件阵列接收和记录,从而成像获得目标物的干涉图像。本专利技术干涉成像光学系统,能成像获得携带目标物形貌信息的干涉图像,能实时记录和观测目标物的干涉图像,从而为获得物体的二维形貌和光谱信息等提供数据基础。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种干涉成像光学系统的示意图;图2为本专利技术又一实施例提供的一种干涉成像光学系统的示意图;图3为本专利技术又一实施例提供的一种干涉成像光学系统的示意图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本专利技术中的技术方案,下面将结合本专利技术实施例中的附图,对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本专利技术保护的范围。本专利技术实施例提供一种干涉成像光学系统,包括第一透镜组、分光镜、第一反射镜、第二反射镜、第二透镜组和光电转换元件阵列;所述第一透镜组用于接收物光并形成目标物的像;所述分光镜位于所述第一透镜组的像空间,所述分光镜透射部分像光形成一路透射光,并反射部分像光形成另一路反射光,透射光照射到所述第一反射镜,反射后返回到所述分光镜被反射出,另一路反射光照射到所述第二反射镜,反射后返回到所述分光镜被透射出;由所述分光镜反射出的光和透射出的光汇合发生干涉,所述第二透镜组将干涉光汇聚到所述光电转换元件阵列,由所述光电转换元件阵列对干涉光进行接收和记录;其中,所述第一反射镜和所述第二反射镜中的任意一个到所述分光镜的距离固定,另外一个可沿其光轴方向平行移动。第一透镜组和第二透镜组指由透镜组成的光学组件,其中,第一透镜组用于接收物光并形成目标物的像。分光镜位于第一透镜组的像空间。第一反射镜位于由第一透镜组和分光镜组成的光学系统光透射一侧的焦平面附近,第二反射镜位于由第一透镜组和分光镜组成的光学系统光反射一侧的焦平面附近,使像光中透射的部分光和反射的部分光分别照射到第一反射镜和第二反射镜。本实施例干涉成像光学系统中,由第一透镜组接收目标物发出的光并形成目标物的像,像光经过分光镜,一部分透射一部分反射,透射光照射到第一反射镜,反射后返回到分光镜被反射出;反射光照射到第二反射镜,反射后返回到分光镜被透射出,第一反射镜和第二反射镜中的任意一个到分光镜的距离固定,另外一个可沿其光轴方向平行移动,通过可移动反射镜调整两路光之间的光程差;由分光镜反射出的光和透射出的光汇合发生干涉,经第二透镜组将干涉光汇聚到光电转换元件阵列,由光电转换元件阵列接收和记录,从而成像获得目标物的干涉图像。本实施例干涉成像光学系统,能够成像获得携带目标物形貌信息的干涉图像,能实时记录和观测目标物的干涉图像,能够为获得物体显微的二维形貌和光谱信息等提供数据基础。本文档来自技高网
...
一种干涉成像光学系统

【技术保护点】
一种干涉成像光学系统,其特征在于,包括第一透镜组、分光镜、第一反射镜、第二反射镜、第二透镜组和光电转换元件阵列;所述第一透镜组用于接收物光并形成目标物的像;所述分光镜位于所述第一透镜组的像空间,所述分光镜透射部分像光形成一路透射光,并反射部分像光形成另一路反射光,透射光照射到所述第一反射镜,反射后返回到所述分光镜被反射出,另一路反射光照射到所述第二反射镜,反射后返回到所述分光镜被透射出;由所述分光镜反射出的光和透射出的光汇合发生干涉,所述第二透镜组将干涉光汇聚到所述光电转换元件阵列,由所述光电转换元件阵列对干涉光进行接收和记录;其中,所述第一反射镜和所述第二反射镜中的任意一个到所述分光镜的距离固定,另外一个可沿其光轴方向平行移动。

【技术特征摘要】
1.一种干涉成像光学系统,其特征在于,包括第一透镜组、分光镜、第一反射镜、第二反射镜、第二透镜组和光电转换元件阵列;所述第一透镜组用于接收物光并形成目标物的像;所述分光镜位于所述第一透镜组的像空间,所述分光镜透射部分像光形成一路透射光,并反射部分像光形成另一路反射光,透射光照射到所述第一反射镜,反射后返回到所述分光镜被反射出,另一路反射光照射到所述第二反射镜,反射后返回到所述分光镜被透射出;由所述分光镜反射出的光和透射出的光汇合发生干涉,所述第二透镜组将干涉光汇聚到所述光电转换元件阵列,由所述光电转换元件阵列对干涉光进行接收和记录;其中,所述第一反射镜和所述第二反射镜中的任意一个到所述分光镜的距离固定,另外一个可沿其光轴方向平行移动。2.根据权利要求1所述的干涉成像光学系统,其特征在于,在所述第一透镜组的物方一侧设置有具有预设带通范围的滤光片,或者在分光镜的分光膜系前镜组中镀制具有预设带通范围的滤光膜系。3.根据权利要求1所述的干涉成像光学系统,其特征在于,所述分光镜为分光棱镜;所述分光镜朝向所述第一透镜组一面的通光孔径大于所述第一透镜组像方一侧的通光孔径;所述分光镜朝向所述第二透镜组一面的通光孔径大于所述第二透镜组朝向所述分光镜一侧的通光孔径。4.根据权利要求1所述的干涉成像光学系统,其特征在于,所述分光镜为分光棱镜,所述分光棱镜的第一表面垂直于所述第一透镜组的光轴方向,第二...

【专利技术属性】
技术研发人员:姚东沈宏海杨名宇许永森李全超张嬛
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

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1