A high-speed axial scanning confocal microscopy measurement device and method based on tuning fork drive belongs to the field of optical precision measurement technology, in order to solve the problem of low efficiency of confocal microscopy in measuring large-aperture optical elements. Lasers emitted by lasers are output by coupled optical fibers fixed on tuning forks, which pass through high-power and low-power objective lenses in turn. Low-power objective lenses converge the laser to the sample to be measured. The reflected light carrying the information of the sample to be measured passes through low-power objective lenses and high-power objective lenses in turn, returns to the coupled optical fibers, and eventually incident to the photoelectric detector. Tuning fork drives the scanning of the coupled optical fibers, thus completing the point to be measured. Measurement. The invention is suitable for measuring the surface profile of large aperture optical elements.
【技术实现步骤摘要】
一种基于音叉驱动的高速轴向扫描共焦显微测量装置和方法
本专利技术属于光学精密测量
,主要涉及一种基于音叉驱动的高速轴向扫描共焦显微测量装置和方法。
技术介绍
随着光学加工和检测技术的不断发展,大口径光学元件已成为天文光学、空间光学和地基空间目标探测与识别、激光大气传输、惯性约束聚变(ICF)等领域中起支撑作用的关键部件之一,同时也是光学系统设计和超精密加工技术紧密结合的产物。而制约大口径光学元件加工水平的关键,取决于与制造要求相适应的检测方法和仪器;共焦轮廓仪是一种高精度的光学非接触检测大口径光学元件表面轮廓的方法,然而现有共焦轮廓仪对大口径光学元件测量基于逐点扫描测量方法,共焦的逐点轴向扫描以及共焦传感测头的体积和重量制约了共焦轮廓仪的测量速度。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有共焦轮廓以测量大口径光学元件测量速度慢、误差大的问题,从而提供基于音叉驱动的高速轴向扫描共焦显微测量装置和方法。本专利技术的技术解决方案是:所述共焦显微装置包括照明系统、探测系统和位移执行器件;所述照明系统包括激光器、耦合光纤、高倍物镜、低倍物镜、和位移平台;所述激光器发出的激光经过耦合光纤形成点光源射出,所述点光源经所述高倍物镜后形成平行光,由所述低倍物镜将激光聚焦至待测样品上;所述探测系统包括低倍物镜、高倍物镜、耦合光纤、光电探测器;待测样品反射光经低倍物镜后变为平行光,经过高倍物镜聚焦至耦合光纤,由耦合光纤将信号光传导至所述光电探测器;所述照明系统和探测系统共用耦合光纤、高倍物镜、和低倍物镜;所述耦合光纤固定于高频音叉上;所述高频音叉谐振带动耦合光纤进行轴向扫 ...
【技术保护点】
1.一种基于音叉驱动的高速轴向扫描共焦显微测量装置和方法,其特征在于包括:所述共焦显微装置包括照明系统、探测系统和位移执行器件;所述照明系统包括激光器(1)、耦合光纤(2)、高倍物镜(4)、低倍物镜(5)、和位移平台(8);所述激光器(1)发出的激光经过耦合光纤(2)形成点光源射出,所述点光源经所述高倍物镜(4)后形成平行光,由所述低倍物镜(5)将激光聚焦至待测样品(6)上;所述探测系统包括低倍物镜(5)、高倍物镜(4)、耦合光纤(2)、光电探测器(7);待测样品(6)反射光经低倍物镜(6)后变为平行光,经过高倍物镜(4)聚焦至耦合光纤(2),由耦合光纤(2)将信号光传导至所述光电探测器(7);所述照明系统和探测系统共用耦合光纤(2)、高倍物镜(4)、和低倍物镜(5);所述耦合光纤(2)固定于高频音叉(3)上;所述高频音叉(3)谐振带动耦合光纤(2)进行轴向扫描,完成对被测点的测量。
【技术特征摘要】
1.一种基于音叉驱动的高速轴向扫描共焦显微测量装置和方法,其特征在于包括:所述共焦显微装置包括照明系统、探测系统和位移执行器件;所述照明系统包括激光器(1)、耦合光纤(2)、高倍物镜(4)、低倍物镜(5)、和位移平台(8);所述激光器(1)发出的激光经过耦合光纤(2)形成点光源射出,所述点光源经所述高倍物镜(4)后形成平行光,由所述低倍物镜(5)将激光聚焦至待测样品(6)上;所述探测系统包括低倍物镜(5)、高倍物镜(4)、耦合光纤(2)、光电探测器(7);待测样品(6)反射光经低倍物镜(6)后变为平行光,经过高倍物镜(4)聚焦至耦合光纤(2),由耦合光纤(2)将信号光传导至所述光电探测器(7);所述照明系统和探测系统共用耦合光纤(2)、高倍物镜(4)、和低倍物镜(5);所述耦合光纤(2)固定于高频音叉(3)上;所述高频音叉(3)谐振带动耦合光纤(2)进行轴向扫描,完成对被测点的测量。2.根据权利要求1所述的基于音叉驱动...
【专利技术属性】
技术研发人员:刘俭,谷康,王宇航,刘辰光,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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