透射镜聚焦光路装调系统及透射镜聚焦光路装调方法技术方案

本发明专利技术提供了透射镜聚焦光路装调系统及透射镜聚焦光路装调方法，透射镜聚焦光路装调系统包括反射模块、透射镜、光束出射干涉显示模块，在反射模块和光束出射干涉显示模块之间设置有透射镜，其中，光束出射干涉显示模块包括干涉仪及计算机，干涉仪出射的作为装调光的平行光束的一部分作为检测光而另一部分作为参考光，检测光穿过透射镜后由反射模块反射而逆向返回干涉仪以形成行进方向与参考光相反的反射光，根据计算机显示的透射镜云图和基于反射光与参考光的干涉图样，定位透射镜及其相对于装调光的焦点位置，根据透射镜的色散性质计算透射镜相对于装调光及聚焦光的焦点差距，由此，定位透射镜相对于聚焦光的焦点位置。

Optical path setting system of transmission mirror focusing and method of optical path setting of transmission mirror focusing

【技术实现步骤摘要】
透射镜聚焦光路装调系统及透射镜聚焦光路装调方法
本专利技术属于光电探测
，具体涉及一种透射镜聚焦光路装调系统及透射镜聚焦光路装调方法，特别是一种结构简单、定位准确、装调效率高的透射镜聚焦光路装调系统及透射镜聚焦光路装调方法。
技术介绍
透射镜是光电探测领域的常用器件，尤其是非球面透射镜，其能够使特定波长的光在所设计的距离聚焦从而达成聚焦效果。通常，在指定位置放置光源例如激光源，光源发出的激光经由同轴设置的透射镜，而在透射镜的非球面一侧近轴区域距透射镜面为规定距离的点聚焦，由此对该点进行探测，来实现光电探测。具体地，在要求探测位置的精确性的情况下，针对基于光源的激光，要求非球面透射镜安装位置的准确性，以使激光聚焦准确而使聚焦点重合于预定的探测点。然而，传统的人工装调方法通常借助于试错法而需要不断地根据探测点的光信号强度大小来改变光源和非球面透射镜的相对位置，故调试难度大，耗时长，不利于工程应用等的问题存在。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本专利技术提供了一种透射镜聚焦光路装调系统及透射镜聚焦光路装调方法，以至少部分解决以上所提出的技术问题。(二)技术方案根据本专利技术的一个方面，提供了一种透射镜聚焦光路装调系统，其包括反射模块、透射镜、光束出射干涉显示模块，其中，在光轴一致状态下的反射模块和光束出射干涉显示模块之间设置有透射镜；光束出射干涉显示模块包括干涉仪及其连接的计算机，干涉仪出射的作为装调光的平行光束的一部分作为检测光而另一部分作为参考光；检测光穿过透射镜后由反射模块反射而逆向返回干涉仪以形成行进方向与参考光相反的反射光；根据计算机显示的透射镜云图和基于反射光与参考光的干涉图样，定位透射镜及透射镜相对于装调光的焦点位置，根据透射镜的色散性质计算透射镜相对于装调光及聚焦光的焦点差距，由此，定位透射镜相对于聚焦光的焦点位置。在本专利技术的一些实施例中，反射模块为反射镜，该反射镜的镜面以使入射光逆向反射的方式形成。在本专利技术的一些实施例中，根据透射镜云图调整透射镜的放置角度，根据干涉图样调整透射镜的放置位置，由此，确定在透射镜聚焦光路装调系统的主轴上透射镜的位置、以及透射镜相对于装调光的焦点位置。在本专利技术的一些实施例中，在反射模块与透射镜之间以更靠透射镜的方式设置有孔径光阑，该孔径光阑的口径中心与透射镜聚焦光路装调系统的主轴一致；孔径光阑的口径缘与穿过孔径光阑的检测光的光束边缘光线相切。在本专利技术的一些实施例中，定位上述相切状态的孔径光阑在透射镜聚焦光路装调系统的主轴上的位置，按式子(1)计算透射镜的焦点在透射镜聚焦光路装调系统的主轴上距孔径光阑的位置的距离h，即，式子(1)：在此，d为孔径光阑的口径值；α为透射镜相对于装调光的光束汇聚角。根据孔径光阑的位置以及透射镜的焦点距孔径光阑的距离h，核对透射镜的焦点位置。在本专利技术的一些实施例中，反射镜为球面反射镜，透射镜为近轴区域为平凸形状的非球面透射镜，由此，在非球面透射镜的平面侧设置有球面反射镜，在非球面透射镜的非球面侧设置有干涉仪。在本专利技术的一些实施例中，通过式子(2)：而计算焦点差距R，在此，β是透射镜相对于聚焦光的光束汇聚角；S是透射镜的有效口径；装调光的波长为632.8nm，聚焦光的波长为1550nm。根据本专利技术的另一个方面，提供了一种透射镜聚焦光路装调方法，其是本专利技术的上述方面的透射镜聚焦光路装调系统的装调方法，其中，透射镜相对于聚焦光的焦点位置是聚焦光源的设置位置。(三)有益效果从上述技术方案可以看出，本专利技术透射镜聚焦光路装调系统及透射镜聚焦光路装调方法至少具有以下有益效果其中之一或其中的一部分：(1)干涉仪的自带光源作为装调光源，抑制了装调系统的复杂结构，由此有利于装调结构的简单化；(2)根据计算机显示的透射镜云图和干涉图样，可以手动微调透射镜的光轴相对于透射镜聚焦光路装调系统的主轴的角度和位置，从而定位透射镜及其焦点位置，由此，精准确定透射镜及其焦点位置，而使装调观察误差降低，提高作为装调基础的透射镜的定位精度；(3)通过相切方式定位的孔径光阑的位置以及透射镜的焦点距该孔径光阑的距离，核对透射镜的焦点位置，进一步确定透射镜的焦点位置，有利于提高整体的装调精度和装调速度。附图说明图1为示出本专利技术实施例透射镜聚焦光路装调系统的结构的概要性示意图。图2为本专利技术实施例透射镜聚焦光路装调系统中的非球面透射镜所关联的非球面透射镜云图。图3为本专利技术实施例透射镜聚焦光路装调系统中的干涉仪所检测的干涉条纹。图4为示出本专利技术实施例透射镜聚焦光路装调方法的流程的概要性示意图。【附图中本专利技术实施例主要元件符号说明】1-反射镜；2-透射镜；3-干涉仪。具体实施方式如前所述，本专利技术对于透射镜聚焦光路装调系统及其方法设计的出发点是设计一个结构简单且主要构件定位准确的机制，以满足某些应用中要求装调快速、聚焦位置即探测点标定精准等的指标。本专利技术的透射镜聚焦光路装调系统包括透射镜、反射模块、光束出射干涉显示模块。光束出射干涉显示模块包括干涉仪和计算机，干涉仪的自带光源作为装调光源，与干涉仪连接的计算机的显示内容不仅包括透射镜云图而且包括基于装调光路的干涉图，由此，根据计算机的显示内容的不同类型通过观察和计算而初步地进而精确地定位透射镜及其焦点位置，从而以该精确定位的焦点位置为参考点经由光学性演算而计算出透射镜相对于聚焦光的焦点位置，在该聚焦光的焦点位置放置有聚焦光源而使聚焦光源发出的特定波长的光(即聚焦光)经由精确定位的透射镜而在所规定的位置聚焦，以达成装调结构简单、透射镜和聚焦光源定位准确、整体装调效率提高的效果。为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术进一步详细说明。在本专利技术的一个示例性实施例中，提供了一种透射镜聚焦光路装调系统。在本实施例中，采用干涉仪提供平行光束，即，干涉仪的自带光源作为装调光源，干涉仪出射的平行光不仅作为检测光而且作为参考光。图1为示出本专利技术实施例透射镜聚焦光路装调系统的结构的概要性示意图。图2为图1的透射镜聚焦光路装调系统中的非球面透射镜所关联的非球面透射镜云图。图3为图1的透射镜聚焦光路装调系统中的干涉仪所检测的干涉条纹。为此，根据图2的非球面透射镜云图和图3的干涉条纹定位透射镜及其焦点位置。本实施例中，在透射镜的两侧分别设置有反射模块和光束出射干涉显示模块。其中，透射镜2采用非球面透射镜，优选为在近轴区域是平凸形状的非球面透射镜。如图1所示，反射模块为反射镜1，优选为球面反射镜，该反射镜的球面以其面上的各微面点针对入射的光束均为正入射的方式使入射的光束沿入射路径逆向返回，即原路反射。由此，光束出射干涉显示模块中的干涉仪3的自带光源即装调光源出射可见光的平行光束(即出射光)，例如波长为632.8nm的平行光束，该平行光束(即出射光)的一部分作为检测光经由透射镜2会聚于点B’后发散而照射至反射镜1，由反射镜1原路反射，由此，反射光再次经过点B’且经由透射镜2而形成为行进方向与出射光相反的平行光束。这样，通过透射镜聚焦光路装调系统的装调光的反射光的平行光束，在理想状态下，其行进方向与装调光的出射光的平行光束(具体为出射光的另一部分作为参考光的平行光束)相反，由此，这两束行进方向相反的平行光在满足干涉条件本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种透射镜聚焦光路装调系统，包括反射模块、透射镜、光束出射干涉显示模块，其中，在光轴一致状态下的所述反射模块和所述光束出射干涉显示模块之间设置有所述透射镜；所述光束出射干涉显示模块包括干涉仪以及与所述干涉仪连接的计算机，所述干涉仪出射的作为装调光的平行光束的一部分作为检测光而另一部分作为参考光；所述检测光穿过所述透射镜后由所述反射模块反射而逆向返回所述干涉仪以形成行进方向与所述参考光相反的反射光；根据所述计算机显示的透射镜云图和基于所述反射光与所述参考光的干涉图样，定位所述透射镜及所述透射镜相对于所述装调光的焦点位置，根据所述透射镜的色散性质计算所述透射镜相对于所述装调光及所述聚焦光的焦点差距，由此，定位所述透射镜相对于所述聚焦光的焦点位置。

【技术特征摘要】
1.一种透射镜聚焦光路装调系统，包括反射模块、透射镜、光束出射干涉显示模块，其中，在光轴一致状态下的所述反射模块和所述光束出射干涉显示模块之间设置有所述透射镜；所述光束出射干涉显示模块包括干涉仪以及与所述干涉仪连接的计算机，所述干涉仪出射的作为装调光的平行光束的一部分作为检测光而另一部分作为参考光；所述检测光穿过所述透射镜后由所述反射模块反射而逆向返回所述干涉仪以形成行进方向与所述参考光相反的反射光；根据所述计算机显示的透射镜云图和基于所述反射光与所述参考光的干涉图样，定位所述透射镜及所述透射镜相对于所述装调光的焦点位置，根据所述透射镜的色散性质计算所述透射镜相对于所述装调光及所述聚焦光的焦点差距，由此，定位所述透射镜相对于所述聚焦光的焦点位置。2.根据权利要求1所述的透射镜聚焦光路装调系统，其中，所述反射模块为反射镜，该反射镜的镜面以使入射光逆向反射的方式形成。3.根据权利要求1所述的透射镜聚焦光路装调系统，其中，根据所述透射镜云图调整所述透射镜的放置角度，根据所述干涉图样调整所述透射镜的放置位置，由此，确定在所述透射镜聚焦光路装调系统的主轴上所述透射镜的位置、以及所述透射镜相对于所述装调光的焦点位置。4.根据权利要求3所述的透射镜聚焦光路装调系统，其中，在所述反射模块与所述透射镜之间以更靠所述透射镜的方式设置有孔径光阑，所述孔径光阑的口径中心与所述透射镜聚焦光路装调系统的主轴一致。5.根据权利要求4所述的透射镜聚焦光路装调系统，其中，所述孔径...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋杉，孙东松，韩飞，郑俊，韩於利，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34