Horizontal fast scanning confocal measuring device and optical element surface profile measurement method based on the device, and belongs to the field of optics, the invention solves the problems that the existing confocal point measurement when axial scanning efficiency is low, leading to the sample lighting for a long time easy to cause the fluorescence quenching effect of intermediate layer, the surface shape measurement of the accuracy of the final problem. The invention comprises a lighting module, a scanning module, detection module and wide field imaging module; lighting lighting module in the direction of light propagation in single-mode optical fiber, laser, collimator, two dichroic mirror, prism and lens; signal detection module according to the direction of light propagation in lens, prism, dichroic mirror, two the first collection of filter, lens, multimode fiber and the photomultiplier tube; the scanning module includes a two-dimensional scanning galvanometer, scanning lens and mirror tube; wide field imaging module includes CCD and second collecting lens. The invention is applied to the measurement of large aperture and high curvature optical elements.
【技术实现步骤摘要】
横向快速扫描共焦测量装置及基于该装置的光学元件表面轮廓测量方法
本专利技术涉及一种横向快速扫描共焦测量装置及利用共焦显微技术测量倾斜样品表面面形的方法,属于光学精密测量
技术介绍
现代光学系统的性能提升依赖于光学元器件的发展。大口径高曲率光学元件如共形光学头罩、离轴反射镜等在国防军事、空间探测等众多领域中扮演着十分重要的角色,其面形精度直接影响了光学系统的性能。基于中介层散射的共焦测量方法,利用物理气相沉积技术,在高曲率及大倾角样品表面沉积一层易去除的纳米级厚度中介层,构建了一个各向同性荧光散射表面,可以实现最大倾斜角度接近90°极限的复杂元件几何形状无损表征,因此基于中介层散射原理的共焦测量方法是一种解决高曲率测量的有效方法和途径。但是由于共焦逐点测量时轴向扫描效率不高,导致对样品长时间照明容易引起中介层荧光猝灭,影响最终的面形测量精度,成为了大口径高曲率光学元件的制造及监测的重要难题之一。
技术实现思路
本专利技术目的是为了解决现有共焦逐点测量时轴向扫描效率低,导致对样品长时间照明容易引起中介层荧光猝灭,影响最终的面形测量精度的问题,提供了一种横向快速扫描共焦测量装置及基于该装置的光学元件表面轮廓测量方法。本专利技术所述横向快速扫描共焦测量装置,该测量装置包括照明模块、扫描模块、探测模块和宽场成像模块;照明模块按照照明光传播方向依次为激光器、单模光纤、准直器、二向色镜、分光棱镜和物镜;探测模块按照信号光传播方向依次为物镜、分光棱镜、二向色镜、滤光片、第一收集透镜、多模光纤和光电倍增管;扫描模块包括二维扫描振镜、扫描透镜和管镜;宽场成像模块包括CC ...
【技术保护点】
横向快速扫描共焦测量装置,其特征在于,该测量装置包括照明模块、扫描模块、探测模块和宽场成像模块;照明模块按照照明光传播方向依次为激光器(1)、单模光纤(2)、准直器(3)、二向色镜(4)、分光棱镜(9)和物镜(10);探测模块按照信号光传播方向依次为物镜(10)、分光棱镜(9)、二向色镜(4)、滤光片(5)、第一收集透镜(15)、多模光纤(16)和光电倍增管(6);扫描模块包括二维扫描振镜(14)、扫描透镜(13)和管镜(12);宽场成像模块包括CCD(7)和第二收集透镜(8);激光器(1)发出激光光束,激光光束通过单模光纤(2)入射至准直器(3),经过准直器(3)准直后形成平行光入射至二向色镜(4),经过二向色镜(4)的透射光依次经过二维扫描振镜(14)、扫描透镜(13)、管镜(12)、分光棱镜(9)和物镜(10),在待测样品(11)上形成聚焦光斑;待测样品(11)表面激发出的反射光通过物镜(10)入射至分光棱镜(9),经过分光棱镜(9)的反射光入射至第二收集透镜(8),经过第二收集透镜(8)后入射至CCD(7);经过分光棱镜(9)的透射光依次经过管镜(12)、扫描透镜(13)和二维 ...
【技术特征摘要】
1.横向快速扫描共焦测量装置,其特征在于,该测量装置包括照明模块、扫描模块、探测模块和宽场成像模块;照明模块按照照明光传播方向依次为激光器(1)、单模光纤(2)、准直器(3)、二向色镜(4)、分光棱镜(9)和物镜(10);探测模块按照信号光传播方向依次为物镜(10)、分光棱镜(9)、二向色镜(4)、滤光片(5)、第一收集透镜(15)、多模光纤(16)和光电倍增管(6);扫描模块包括二维扫描振镜(14)、扫描透镜(13)和管镜(12);宽场成像模块包括CCD(7)和第二收集透镜(8);激光器(1)发出激光光束,激光光束通过单模光纤(2)入射至准直器(3),经过准直器(3)准直后形成平行光入射至二向色镜(4),经过二向色镜(4)的透射光依次经过二维扫描振镜(14)、扫描透镜(13)、管镜(12)、分光棱镜(9)和物镜(10),在待测样品(11)上形成聚焦光斑;待测样品(11)表面激发出的反射光通过物镜(10)入射至分光棱镜(9),经过分光棱镜(9)的反射光入射至第二收集透镜(8),经过第二收集透镜(8)后入射至CCD(7);经过分光棱镜(9)的透射光依次经过管镜(12)、扫描透镜(13)和二维扫描振镜(14),入射至二向色镜(4),经过二向色镜(4)的反射光依次经过滤光片(5)和第一收集透镜(15),通过多模光纤(16)被光电倍增管(6)收集...
【专利技术属性】
技术研发人员:刘俭,王宇航,谷康,谭久彬,
申请(专利权)人:哈尔滨工业大学,
类型:发明
国别省市:黑龙江,23
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