一种新型超薄同轴光源探测系统技术方案

一种新型超薄同轴光源探测系统，包括：光源、准直系统、探测器、镜头、待测物体及半透半反镜组，所述半透半反镜组位于探测镜组与待测物体之间，所述半透半反镜组包括第一棱镜和第二棱镜，其中两棱镜相互贴合的表面上镀有半透半反膜，光源发出的平行光束一部分经由镜组的折射与反射折转90°后正入射待测物体，由待测物体反射的携带有物体表面信息的光再次到达半透半反镜组，其中的一部分透射进入上方镜头中，完成对物体表面的测量，本申请可以在保证探测物体尺寸L不缩小的情况下，降低同轴光源平行光管的高度H，从而使得仪器整体体积减小，同时使得待测物体与探测镜头之间的距离减小，使得较短焦距的镜头也可以对待测物体清晰成像和精确测量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及同轴光源探测领域，尤其是涉及新型超薄同轴光源探测系统。
技术介绍
目前，常用的对物体表面进行检测的同轴光源典型光路如图1所示，经准直后的平行准直光束以45°入射半透半反镜，一部分光折转90°后正入射待测物体，由待测物体反射的携带有物体表面信息的光再次到达半透半反镜，其中的一部分透射进入上方的镜头与探测器中，完成对物体表面的测量。该光路结构的主要缺点是平行光束(以及整个平行光管外壳)的高度H与待测物体的尺寸L之间必须满足H≥L，这导致两个突出问题：1、当待测物体尺寸L较大时，会导致平行光管的高度H过高，导致系统的整体体积过大；2、镜头与待测物体距离较远，在使用的探测镜头焦距有限的情况下，会导致物体无法在探测像面上清晰成像，从而影响测量精度。
技术实现思路
为了能够使探测系统的平行光管的高度小于待测物体的尺寸，本专利技术采用如下技术方案实现：一种新型超薄同轴光源探测系统，包括：光源、准直系统、镜头、探测器、待测物体以及半透半反镜组，所述半透半反镜组位于探测器与待测物体之间，其特征在于：所述半透半反镜组包括第一棱镜和第二棱镜，其中两棱镜相互贴合，在贴合表面上镀有半透半反膜，所述光源发出的经准直系统准直的平行准直光束以一角度θ入射该半透半反镜组，一部分光经由镜组的折射与反射折转90°后正入射待测物体，由待测物体反射的携带有物体表面信息的光再次到达半透半反镜组，其中的一部分透射进入上方的镜头中，完成对物体表面的测量；优选的，所述待测物体尺寸L大于探测系统的平行光管的高度H；优选的，所述角度θ<45°；优选的，所述第一棱镜与第二棱镜的形状及材料完全相同；优选的，所述探测系统的整个光路由参数组(L,θ,n)来表征，其中L为待测物体的尺寸，θ为入射的平行准直光束与第一棱镜第一个入射平面的夹角，n为棱镜材料在探测光波长上的折射率，α,β为第一棱镜的底面三角形的两个内角，H为探测系统的平行光管的高度，X为第一棱镜的第一个入射面的侧边长度，Y为第一棱镜底面另一个边的长度，θ1为在第一棱镜的表面发生折射的折射角，θ2为被待测物体反射的反射光在第一棱镜表面再次发生折射的折射角，其中，α=arcsin(cos(θ)n)-arcsin(sin(θ)n)]]>β=π2-arcsin(cos(θ)n)]]>X=Lcosθ+Lsinαcos(β-θ2)cosθcos(α+θ2)sinβ]]>Y=Lsinαcosθ2cosθcos(α+θ2)sinβ]]>H＝Xsinθ+Ysin(β-θ)θ1=arcsin(cos(θ)n)]]>θ2=arcsin(sin(θ)n);]]>优选的，定义评价参数P：P=TH]]>其中，T为探测系统的光强透过率，T=0.25{1-[cos(θ+θ1)cos(θ-θ1)]2+[cot(θ+θ1)cot(θ-θ1)]22本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型超薄同轴光源探测系统，包括：光源、准直系统、镜头、探测器、待测物体以及半透半反镜组，所述半透半反镜组位于探测器与待测物体之间，其特征在于：所述半透半反镜组包括第一棱镜和第二棱镜，其中两棱镜相互贴合，在贴合表面上镀有半透半反膜，所述光源发出的经准直系统准直的平行准直光束以一角度θ入射该半透半反镜组，一部分光经由镜组的折射与反射折转90°后正入射待测物体，由待测物体反射的携带有物体表面信息的光再次到达半透半反镜组，其中的一部分透射进入上方的镜头中，完成对物体表面的测量。

【技术特征摘要】
1.一种新型超薄同轴光源探测系统，包括：光源、准直系统、镜头、探测器、待测物体以及半透半反镜组，所述半透半反镜组位于探测器与待测物体之间，其特征在于：所述半透半反镜组包括第一棱镜和第二棱镜，其中两棱镜相互贴合，在贴合表面上镀有半透半反膜，所述光源发出的经准直系统准直的平行准直光束以一角度θ入射该半透半反镜组，一部分光经由镜组的折射与反射折转90°后正入射待测物体，由待测物体反射的携带有物体表面信息的光再次到达半透半反镜组，其中的一部分透射进入上方的镜头中，完成对物体表面的测量。2.如权利要求1所述的探测系统，其特征在于：所述待测物体尺寸L大于探测系统的平行光管的高度H。3.如权利要求2所述的探测系统，其特征在于：所述角度θ<45°。4.如权利要求3所述的探测系统，其特征在于：所述第一棱镜与第二棱镜的形状及材料完全相同。5.如权利要求4所述的探测系统，其特征在于：所述探测系统的整个光路由参数组(L,θ,n)来表征，其中L为待测物体的尺寸，θ为入射的平行准直光束与第一棱镜第一个入射平面的夹角，n为棱镜材料在探测光波长上的折射率，α,β为第一棱镜的底面三角形的两个内角，H为探测系统的平行光管的高度，X为第一棱镜的第一个入射面的侧边长度，Y为第一棱镜底面另一个边的长度，θ1为在第一棱镜...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨铮，郑凯，李远，
申请(专利权)人：北醒北京光子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11