一种转轴式光学调整架设计方法技术

技术编号:18443710 阅读:33 留言:0更新日期:2018-07-14 09:54
本发明专利技术公开了一种转轴式光学调整架设计方法,调整架固定光学镜片的转动轴与光学镜面法线成一定夹角,固定镜片单元转动时,镜面法线也随之转动,通过套筒式结构实现双层转动,可以将镜面法线调节到某个空间立体角的任意位置,实现光线有效的二维调整方法。

A design method of rotating shaft optical adjustment frame

The invention discloses a design method of a rotating shaft optical adjustment frame, which makes a certain angle between the rotation axis of the fixed optical lens and the optical mirror line. When the fixed lens unit rotates, the mirror normal line is also rotated, and the double rotation is realized through the sleeve structure, and the mirror surface can be adjusted to a certain space angle. Arbitrary location, to achieve effective two-dimensional adjustment of light.

【技术实现步骤摘要】
一种转轴式光学调整架设计方法
本专利技术涉及光学调整架原理设计,调整架固定光学镜片的转动轴与光学镜面法线成一定夹角,固定镜片单元转动时,镜面法线也随之转动,通过套筒式结构实现双层转动,可以将镜面法线调节到某个空间立体角的任意位置,实现光线有效的二维调整方法。
技术介绍
对于平面反射镜的调整在光路当中是非常重要的。目前对于光学元件的二维调整(角度俯仰和偏摆方向)一般通过两种方式:非共面调整和共面调整。两种调整法虽然都可以较好的进行角度俯仰和偏摆方向的调整,但是由于现有的一些光学调整架调节旋钮在侧面,在要求搭建比较紧凑的光路中,就会给后续的光路调整带来一定的困难。与此同时,对于非共面的光学调整架,其还存在调节光学调整架时光学元件(镜面)的中心位置发生变化的问题。且,现如今的光学调整架大多是由活动板(连接光学元件)、固定板、钢珠(起支撑作用)、螺杆(用于活动板相对于固定板的调整)、弹簧(起拉伸作用)构成,这种结构的光学调整架的抗震能力差,且只限于角度微调。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决上述现有技术的局限,提出一种转轴式光学调整架设计。通过套筒式结构实现双层转动,可以将镜面法线调节到某个空间立体角的任意位置,实现光线有效的二维调整方法,并且调节方便。本专利技术的技术解决方案如下:一种转轴式光学调整架设计,该设计包括以下步骤:①设第一转动筒(3)的直径为d1,长度为L1第二转动筒(4)的直径为d2长度为L2,第一转动筒(3)的转轴与第二转动筒(4)的转轴之间的夹角为θ,且θ>0,d1>d2,L1<L2;②设计反射镜(1)镜面中心位置和第一转动筒(3)的转轴与第二转动筒(4)的转轴的交点位置重合;③将第二转动筒(4)装入第一转动筒(3),通过螺丝经第一转动筒螺纹孔(9)将第一转动筒(3)固定在第二转动筒凹型槽(13)内,防止两转动筒之间的平动;④将反射镜(1)装入第二转动筒(4)并安装在第一转动筒(3)的转轴与第二转动筒(4)的转轴的交点位置,确保反射镜(1)镜面中心位置和第一转动筒(3)的转轴与第二转动筒(4)的转轴的交点位置重合,通过筒(11)将反射镜(1)锁住,该反射镜(1)的法线方向(2)与第二转动筒(4)的转轴之间的夹角为α;⑤将组装好的第一转动筒(3)、第二转动筒(4)和反射镜(1)装配到支撑架(5)中,通过螺丝经支撑架螺纹孔(7)将第一转动筒(3)固定在第一转动筒凹型槽(12)内,防止第一转动筒(3)和支撑架(5)之间的平动;⑥用螺丝通过螺纹孔(6)将该支撑架(5)固定到实验光学平台上;⑦反复调节第二转动筒(4)和第一转动筒(3),直至反射镜(1)的出射光线满足实际光路所需的出射角度,即到达后面光学元件的中心位置;⑧用螺丝通过第一转动筒螺纹孔(10)将第二转动筒(4)锁定,用螺丝通过支撑架螺纹孔(7)将第一转动筒(3)锁定。本专利技术的技术效果如下:1、本专利技术由于运用了一种转轴式光学调整架设计,可有效消除平面反射镜中心位置的移动,消除调节误差。2、本专利技术由于运用了一种转轴式光学调整架设计,可实现光线的俯仰和偏摆的二维调节。3、本专利技术由于运用了一种转轴式光学调整架设计,由于是转动调节,而不是一般侧面的旋钮调节,可实现在比较紧凑的光路中,更为方便的调节。4、本专利技术由于运用了一种转轴式光学调整架设计,由于是转动双层套筒调节,从而提高了抗震能力。附图说明图1是转动部件固定面法线与转动轴夹角法剖片示意图。图2是楔形镜片法剖片示意图。图3是两转动筒及平面反射镜法线夹角示意图,为了比较清晰直观的表述,将图像夸张化,实际上,两转轴之间以及平面反射镜镜面法线和两轴夹角都很小(1°到2°)。图4是基于该方法的光学调整架结构示意图,其中(a)(b)是光学调整架的立体图;(c)(d)是光学调整架的侧视图;(e)是光学调整架的正视图。具体实施方式下面结合附图和实施例,对本专利技术作进一步说明。我们对转轴式光学调整架设计进行理论、实例说明,我们基于该设计对平面反射镜法线的俯仰和偏摆进行说明。如图3所示,若先旋转第二转动筒4,使其绕着其自身转动轴转过角度由于第二转动筒4是装在第一转动筒3中,所以只有第二转动筒4和反射镜1转,第一转动筒3不动;随后不调节第二转动筒4,调节第一转动筒3,使其绕着其自身转动轴转过角度此时第一转动筒3内所有装置均随其转动,包括第二转动筒4和反射镜1。经过上述调节,反射镜1的法线坐标,由最初的(α,0)变为(β,γ),其中:可以根据所选择的光学元件的尺寸和所要实现的俯仰和偏摆的调节范围,来加工两个转动筒的尺寸及两转动筒轴线的相对夹角。本专利技术实施非共轴、消除光学元件中心移动的光线调节方法具体步骤如下:①设第一转动筒3的直径为d1,长度为L1第二转动筒4的直径为d2长度为L2,第一转动筒3的转轴与第二转动筒4的转轴之间的夹角为θ,且θ>0,d1>d2,L1<L2;②设计反射镜1镜面中心位置和第一转动筒3的转轴与第二转动筒4的转轴的交点位置重合;③将第二转动筒4装入第一转动筒3,通过螺丝经第一转动筒螺纹孔9将第一转动筒3固定在第二转动筒凹型槽13内,防止两转动筒之间的平动;④将反射镜1装入第二转动筒4并安装在第一转动筒3的转轴与第二转动筒4的转轴的交点位置,确保反射镜1镜面中心位置和第一转动筒3的转轴与第二转动筒4的转轴的交点位置重合,通过筒11将反射镜1锁住,该反射镜1的法线方向2与第二转动筒4的转轴之间的夹角为α;⑤将组装好的第一转动筒3、第二转动筒4和反射镜1装配到支撑架5中,通过螺丝经支撑架螺纹孔7将第一转动筒3固定在第一转动筒凹型槽12内,防止第一转动筒3和支撑架5之间的平动;⑥用螺丝通过螺纹孔6将该支撑架5固定到实验光学平台上;⑦反复调节第二转动筒4和第一转动筒3,直至反射镜1的出射光线满足实际光路所需的出射角度,即到达后面光学元件的中心位置;⑧用螺丝通过第一转动筒螺纹孔10将第二转动筒4锁定,用螺丝通过支撑架螺纹孔7将第一转动筒3锁定。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种转轴式光学调整架设计方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:①设第一转动筒(3)的直径为d1,长度为L1第二转动筒(4)的直径为d2长度为L2,第一转动筒(3)的转轴与第二转动筒(4)的转轴之间的夹角为θ,且θ>0,d1>d2,L1

【技术特征摘要】
1.一种转轴式光学调整架设计方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:①设第一转动筒(3)的直径为d1,长度为L1第二转动筒(4)的直径为d2长度为L2,第一转动筒(3)的转轴与第二转动筒(4)的转轴之间的夹角为θ,且θ>0,d1>d2,L1<L2;②设计反射镜(1)镜面中心位置和第一转动筒(3)的转轴与第二转动筒(4)的转轴的交点位置重合;③将第二转动筒(4)装入第一转动筒(3),通过螺丝经第一转动筒螺纹孔(9)将第一转动筒(3)固定在第二转动筒凹型槽(13)内,防止两转动筒之间的平动;④将反射镜(1)装入第二转动筒(4)并安装在第一转动筒(3)的转轴与第二转动筒(4)的转轴的交点位置,确保反射镜(1)镜面中心位置和第一转动筒(3)的转...

【专利技术属性】
技术研发人员:王倩魏荣王文丽王育竹
申请(专利权)人:中国科学院上海光学精密机械研究所
类型:发明
国别省市:上海,31

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