轴锥镜锥角检测装置及其检测方法制造方法及图纸

一种轴锥镜锥角检测装置及其检测方法，该装置由平行光管、聚焦透镜和图像传感器组成，其位置关系是：沿所述的平行光管出射光束方向依次是所述的聚焦透镜和图像传感器，在所述的平行光管和聚焦透镜之间设置待测轴锥镜的插口。该装置具有结构简单，易于实现对任意角度轴锥镜的测量，还能够测量轴锥镜不同位置处锥角等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光学检测领域，特别是一种轴锥镜锥角检测装置及其检测方法。技术背景轴锥镜为焦线沿光轴方向的旋转对称角锥形光学元件，由于它可以为光学系统提供一个长焦深，使得它在激光束整形、激光钻孔技术、光学检测、激光谐振器、非衍射光束的产生等方面被广泛使用，且在光刻照明系统中利用轴锥镜可以实现环形照明模式。这就对锥形面的制作精度提出了严格的要求，对轴锥镜锥角的测量需要精确的方法来实现。在先技术[1](M.de Angelis,S.De Nicola,P.Ferraro,et al.“Test of a conical lens using a two-beam shearing interferometer”,Opt Laser Eng.39:155-163(2003).)利用两光束剪切干涉技术检测衍射锥形透镜，用于测量由平面和透镜的锥形面形成的角度。此技术是通过待测锥形透镜实现两个相干面波前传输的一种离轴干涉检测方法。该方法对大角度轴锥镜的测量是无效的。在先技术[2](Jun Ma,Christof Pruss,Matthias,et al.“Systematic analysis of the measurement of cone angles using high line density computer-generated holograms”,Optical Engineering.50(5):05580-1-05880-9(2011).)，给出了锥角测量的实验研究法。此方法首先需要制作一个高线密度的计算全息图，其次需要对干涉仪进行校准。
技术实现思路
本专利技术为了克服上述现有技术的不足，提出一种轴锥镜锥角检测装置及其检测方法，该装置具有结构简单，易于实现对任意角度轴锥镜的测量，还能够测量轴锥镜不同位置处锥角等优点。本专利技术的技术解决方案如下：一种轴锥镜锥角的检测装置，其特点在于该装置由平行光管、聚焦透镜和图像传感器组成，其位置关系是：沿所述的平行光管出射光束方向依次是所述的聚焦透镜和图像传感器，在所述的平行光管和聚焦透镜之间设置待测轴锥镜的插口。利用上述的轴锥镜锥角检测装置对轴锥镜锥角的检测方法，该检测方法包括以下步骤：①在所述的平行光管与所述的聚焦透镜之间的待测轴锥镜的插口置入楔角与轴锥镜的锥角相同或相近的光楔，将所述的光楔的平面朝向所述的平行光管的出光方向，调整所述光楔的平面与所述的平行光管出射光束垂直；②调整所述的聚焦透镜的中轴与光楔出射光的中轴重合；所述的图像传感器的感光面与所述的聚焦透镜的像方焦面重合；③所述的平行光管出射的光束经所述的光楔、聚焦透镜汇聚到所述的图像传感器的感光面上成像，记录该像的位置；④用所述的待测轴锥镜替换所述的光楔，调整所述的待测轴锥镜的平面与所述的平行光管出射光束垂直；所述的待测轴锥镜平面的某一方向中线与平行光管出射光束的横截面对应方向中线重合，同时平行光管出射光束的横截面不与待测轴锥镜平面的另一方向中线相交；⑤所述的平行光管出射的光束透过所述的待测轴锥镜、聚焦透镜汇聚到所述的图像传感器的感光面上成像，记录该像的位置；⑥测量所述的平行光管出射的光束透过光楔或待测轴锥镜透射光经聚焦透镜聚焦后在图像传感器的感光面上的像的位置偏差Δx，利用下式计算所述的待测轴锥镜的锥角θ：θ=arctan{sin[α-arcsin(n*sin(α))+arctan(Δx/f)]cos[α-arcsin(n*sin(α))+arctan(Δx/f)]-n本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轴锥镜锥角的检测装置，其特征在于该装置由平行光管、聚焦透镜和图像传感器组成，其位置关系是：沿所述的平行光管出射光束方向依次是所述的聚焦透镜和图像传感器，在所述的平行光管和聚焦透镜之间设置待测轴锥镜的插口。

【技术特征摘要】
1.一种轴锥镜锥角的检测装置，其特征在于该装置由平行光管、聚焦透镜和图
像传感器组成，其位置关系是：沿所述的平行光管出射光束方向依次是所述的聚焦
透镜和图像传感器，在所述的平行光管和聚焦透镜之间设置待测轴锥镜的插口。
2.利用权利要求1所述的轴锥镜锥角检测装置对轴锥镜锥角的检测方法，其特
点在于该检测方法包括以下步骤：
①在所述的平行光管与所述的聚焦透镜之间的待测轴锥镜的插口置入楔角与轴
锥镜的锥角相同或相近的光楔，将所述的光楔的平面朝向所述的平行光管的出光方
向，调整所述光楔的平面与所述的平行光管出射光束垂直；
②调整所述的聚焦透镜的中轴与光楔出射光的中轴重合；所述的图像传感器的
感光面与所述的聚焦透镜的像方焦面重合；
③所述的平行光管出射的光束经所述的光楔、聚焦透镜汇聚到所述的图像传感
器的感光面上成像，记录该像的位置；
④用所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王莹，曾爱军，袁乔，黄惠杰，
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