线光光谱共焦测量装置制造方法及图纸

本申请提供一种线光光谱共焦测量装置，涉及光学检测技术领域，包括机架组件，以及分别设置在机架组件的基板上的光源组件、分光棱镜组件、色散物镜组件、光谱仪机构，还包括用于设置被测物的调节平台，调节平台的角度可调节；分光棱镜组件设置在光源组件出光侧，色散物镜组设置在分光棱镜组件的透射光路上，光源组件出射的光束经分光棱镜组件透射、并经过色散物镜组件出射线性色散光，线性色散光照射调节平台上的被测物形成复合多波长反射光,复合多波长反射光透过色散物镜组件并经分光棱镜组件反射；光谱仪机构包括依次设置于分光棱镜组件的反射光路上的弯曲狭缝组件、准直镜组件、分光组件、聚焦镜组件和面阵传感器组件。聚焦镜组件和面阵传感器组件。聚焦镜组件和面阵传感器组件。

【技术实现步骤摘要】
线光光谱共焦测量装置


[0001]本申请涉及光学检测
，具体涉及一种线光光谱共焦测量装置。

技术介绍

[0002]光谱共焦法是一种基于波长位移调制的非接触式微位移测量方法，用于表面形貌的检测，原理是利用波长信息测量距离，由光源射出的一束线状宽谱的复色，通过色散透镜组产生色散，在色散焦面处形成不同波长的线状单色光，每一个波长的焦点都对应一个距离值。测量光照射到物体表面被反射回来，只有满足共焦条件的单色光可以通过小孔或狭缝被光谱仪感测到，通过计算被感测到的焦点的波长，换算获得距离值。
[0003]现有采用光谱共焦法检测时，易于造成较大的成像光谱弯曲；由于线光光谱共焦测量系统残留的轴外像差特别大，在进行像素和波长的关系进行标定以及波长和位移的关系进行标定时，产生较大偏差以致无法通过单独某个透镜或透镜组倾斜偏心补偿，或相机的微调或色散物镜的微调给补偿回来，从而导致整个组装的线光光谱共焦测量系统模块重新装调，无法保证批量生产以及产品的一致性。

技术实现思路

[0004]本申请实施例的目的在于提供一种线光光谱共焦测量装置，能够实现较小的成像光谱弯曲以及轴外像差，且装调过程可量化。
[0005]本申请实施例提供了一种线光光谱共焦测量装置，包括机架组件，以及分别设置在所述机架组件的基板上的光源组件、分光棱镜组件、色散物镜组件、光谱仪机构，还包括用于设置被测物的调节平台，所述调节平台的角度可调节；所述分光棱镜组件设置在所述光源组件出光侧，所述色散物镜组设置在所述分光棱镜组件的透射光路上，所述光源组件出射的光束经所述分光棱镜组件透射、并经过所述色散物镜组件出射线性色散光，所述线性色散光照射所述调节平台上的被测物形成复合多波长反射光,所述复合多波长反射光透过所述色散物镜组件并经所述分光棱镜组件反射；所述光谱仪机构包括依次设置于所述分光棱镜组件的反射光路上的弯曲狭缝组件、准直镜组件、分光组件、聚焦镜组件和面阵传感器组件。
[0006]可选地，所述光源组件包括用于出光的光源箱，所述光源箱通过光纤束连接光导组件，所述光导组件用于输出光强均匀的线状光斑，所述光导组件将所述光源箱出射的光束导向所述分光棱镜组件。
[0007]可选地，所述光导组件包括导光棒和固定件，所述导光棒通过所述固定件固定于所述机架组件的第一镜架上，以朝向所述分光棱镜组件。
[0008]可选地，所述分光棱镜组件包括分光棱镜以及固定所述分光棱镜的固定座，所述固定座和所述机架组件的第二镜架连接。
[0009]可选地，所述色散物镜组件包括色散物镜、波前补偿器以及固定所述色散物镜的镜筒，所述镜筒和所述机架组件的第三镜架连接，所述波前补偿器和所述色散物镜沿所述
分光棱镜组件的透射光路依次设置于所述镜筒内，所述波前补偿器包括与所述镜筒倾斜设置的透镜组，所述透镜组的倾斜度可调节。
[0010]可选地，所述弯曲狭缝组件包括弯曲狭缝器，所述弯曲狭缝器上设置有多个光孔，所述弯曲狭缝器沿多个光孔排列方向朝向所述分光棱镜组件一侧凸出呈弧形，还包括用于固定所述弯曲狭缝器的固定件，所述固定件和所述机架组件的第四镜架连接。
[0011]可选地，所述准直镜组件包括准直透镜和用于固定所述准直透镜的镜筒，所述镜筒和所述机架组件的第五镜架连接。
[0012]可选地，所述分光组件包括固定件，以及依次胶合于所述固定件的棱镜、光栅、棱镜，两个所述棱镜沿所述光栅对称设置；所述固定件和所述机架组件的第六镜架连接。
[0013]可选地，所述聚焦镜组件包括聚焦透镜和用于固定所述聚焦透镜的镜筒，所述镜筒和所述机架组件的第七镜架连接。
[0014]可选地，所述面阵传感器组件包括面阵传感器和固定所述面阵传感器的固定座，所述固定座可调节，所述固定座和所述机架组件的第八镜架连接。
[0015]本申请实施例提供的线光光谱共焦测量装置，弯曲狭缝组件不同发光点（光孔）的色散角不同导致，光线经分光组件分光后成像的谱线产生弯曲，由棱镜谱线弯曲公式和光栅谱线弯曲公式可以得出，棱镜谱线弯曲和光栅谱线弯曲的方向相反，因此根据这一原理，在设计过程中利用分光组件中的棱镜和光栅的组合成补偿校正谱线弯曲。同时弯曲狭缝由几何成像的规律，成像的狭缝像弯曲方向相反，因此根据这原理设计弯曲的狭缝组合PGP分光组件（棱镜
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光栅
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棱镜）综合补偿校正谱线弯曲。本申请实施例提供的线光光谱共焦测量装置，基于弯曲狭缝和分光组件（棱镜
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光栅
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棱镜）分光技术，使得系统残留的畸变像差得到很好的校正，特别使其具有着更小的成像普线弯曲，大大降低谱线的弯曲，降低了光谱和像素之间标定的难度，同时也降低后期算法图像识别的难度以及提高了探测器的有效的使用面积，从而有利于提高色散物镜工作波段范围提高轴向测量的精度。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0017]图1是本实施例提供的线光光谱共焦测量装置结构示意图；图2是本实施例提供的线光光谱共焦测量装置调节平台的俯仰装调示意图；图3是本实施例提供的线光光谱共焦测量装置分光棱镜及各镜架间相对的平行度装调示意图；图4a、图4b是本实施例提供的线光光谱共焦测量装置平晶玻璃与镜架的配合示意图；图4c是本实施例提供的线光光谱共焦测量装置的弯曲狭缝器的结构示意图；图5是本实施例提供的线光光谱共焦测量装置十字划像成像示意图；图6是本实施例提供的线光光谱共焦测量装置十字划像重合示意图；图7是本实施例提供的线光光谱共焦测量装置十字划像转动轨迹示意图；
图8是本实施例提供的线光光谱共焦测量装置聚焦镜组件的装调图；图9是本实施例提供的线光光谱共焦测量装置准直镜组件的装调图；图10是本实施例提供的线光光谱共焦测量装置色散物镜组件的装调图；图11是本实施例提供的线光光谱共焦测量装置分光组件的装调图。
[0018]图标：1、2、3、4、5、6、7
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平晶玻璃；1a、2a、3a、4a、5a
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十字划像；10
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光源组件；11
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光源箱；12
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光导组件；13
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固定件；14
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光纤束；20
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分光棱镜组件；21
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分光棱镜；22
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固定座；30
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色散物镜组件；31
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色散物镜；32
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镜筒；33
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波前补偿器；40
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调节平台；41
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被测物；50
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光谱仪机构；51
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弯曲狭缝组件；511
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种线光光谱共焦测量装置，其特征在于，包括:机架组件，以及分别设置在所述机架组件的基板上的光源组件、分光棱镜组件、色散物镜组件、光谱仪机构，还包括用于设置被测物的调节平台，所述调节平台的角度可调节；所述分光棱镜组件设置在所述光源组件出光侧，所述色散物镜组设置在所述分光棱镜组件的透射光路上，所述光源组件出射的光束经所述分光棱镜组件透射、并经过所述色散物镜组件出射线性色散光，所述线性色散光照射所述调节平台上的被测物形成复合多波长反射光,所述复合多波长反射光透过所述色散物镜组件并经所述分光棱镜组件反射；所述光谱仪机构包括依次设置于所述分光棱镜组件的反射光路上的弯曲狭缝组件、准直镜组件、分光组件、聚焦镜组件和面阵传感器组件。2.根据权利要求1所述的线光光谱共焦测量装置，其特征在于，所述光源组件包括用于出光的光源箱，所述光源箱通过光纤束连接光导组件，所述光导组件用于输出光强均匀的线状光斑，所述光导组件将所述光源箱出射的光束导向所述分光棱镜组件。3.根据权利要求2所述的线光光谱共焦测量装置，其特征在于，所述光导组件包括导光棒和固定件，所述导光棒通过所述固定件固定于所述机架组件的第一镜架上，以朝向所述分光棱镜组件。4.根据权利要求1所述的线光光谱共焦测量装置，其特征在于，所述分光棱镜组件包括分光棱镜以及固定所述分光棱镜的固定座，所述固定座和所述机架组件的第二镜架连接。5.根据权利要求1所述的线光光谱共焦测量装置，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄鑫，吴昌力，郑军，
申请(专利权)人：聚时科技深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：