本发明专利技术涉及一种测量PBS偏振膜面偏向角度的装置及方法，其中装置包括带有PBS托架的工装支架、反射镜、成像单元、显像单元、角度调节单元、动力单元，以及用于控制角度调节单元与动力单元的控制单元。本发明专利技术通过承载于计算机程序的控制单元控制动力单元以及角度调节单元对显像单元、反射镜、待测PBS等进行调整，并结合承载于计算机程序的分析单元对显像单元的结果进行分析，自动实现对入射光通过反射镜、待测PBS、成像单元在显像单元上成像的结果进行比较与位置调整。本发明专利技术在测量时将所有的加工误差考虑进去，从整体上方便、快捷、准确的测量得到PBS偏振膜面的偏向角度，极大提高工业化生产效率。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光学
，尤其涉及一种测量PBS偏振膜面偏向角度的装置及方法。
技术介绍
PBS是偏振分光棱镜的简称，PBS由两个直角三角棱镜组合构成，其中在两个直角三角棱镜的胶合面上镀有特定波长的偏振膜，以便能够使入射光分为P光和S光分别进行传播。在通常情况下，胶合面和棱镜底面之间成45°，如果胶合面与棱镜底面之间的实际夹角有所偏差，则入射光相对于胶合面的入射角就不在偏振膜的布儒斯特角上，由此必然会大大降低通过晶体后P光和S光的比值，在通常情况下，当掺杂有大量S光的P光通过PBS晶体后，晶体本身作用就降低了。此外，在激光器量化生产中，相应的PBS的位置由机架件固定，如果PBS镀膜面偏向角度超过公差，则会引起S光偏转出激光器设计孔位的问题，如果传播距离较长，必然会产生光偏出镜架所能调节范围的情况，由此将对工业化生产产生很大的不便，因此，准确测量PBS偏振膜面和底面(或者水平面)之间的角度显得尤为重要。目前还没有测量成品PBS晶体内部胶合面偏向角的方案。其最原始的测量方法是在两个三角棱镜没有胶合之前，测量每个三角棱镜的角度，这样斜面和底面之间的夹角可以近似的认为是晶体内部胶合面的偏向角。但是，晶体在镀膜胶合后，可能由于工艺等问题，胶合缝之间会引起误差，使得偏向角度有所改变，由此测量得到的PBS偏振膜面与底面之间的偏向角度并不准确。当偏向角相差很大时，会造成偏振光偏振态不纯的现象，大大影响激光器的出光质量，同时，还会引起指向的偏差，大大降低工业化激光器生产中的生产效率。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种测量PBS偏振膜面偏向角度的装置及方法，旨在提高PBS偏振膜面偏向角度的测量精度，进一步提高工业化生成效率。为了达到上述目的，本专利技术提出一种测量PBS偏振膜面偏向角度的装置，包括带有PBS托架的工装支架，所述PBS托架用于放置PBS ；反射镜，设置在工装支架底部且位于PBS正下方；成像单元，与PBS对应设置；显像单元，与成像单元对应设置；角度调节单元，设置在工装支架上，包括分别对反射镜及PBS托架进行角度调节的第一二维俯仰调节架和第二二维俯仰调节架；动力单元，包括设置在工装支架上用于调节PBS托架高度的升降步进电机以及与显像单元连接用于调整显像单元位置的成像步进电机；控制单元，用于连接和控制角度调节单元与动力单元，当入射光射向成像单元时， 入射光通过在成像单元、PBS以及反射镜中不同的光传播方向而在显像单元上显示出若干亮点，控制单元调整所述反射镜对应的第一二维俯仰调节架的二维角度使所述亮点中最亮的两个亮点重合，得到PBS偏振膜面相对于入射面的偏向角。优选地，所述成像单元包括第一分束镜、第二分束镜和凸透镜，入射光的其中一部分依次通过第一分束镜、第二分束镜和凸透镜并在显像单元上形成最亮点。优选地，所述显像单元包括CXD相机。优选地，所述反射镜采用银镜，所述第一二维俯仰调节架位于所述银镜下方。优选地，所述装置还包括分析单元，所述分析单元用于分析亮点重合状态。优选地，所述PBS托架上位于所述PBS正下方设有通光孔。优选地，所述第一分束镜为1 1分束镜；所述第二分束镜为1 9分束镜。优选地，所述凸透镜焦距f = 150mm ；所述银镜的表面形变小于1/6 λ。 优选地，所述CXD相机前放置有衰减片。优选地，所述反射镜和PBS托架采用电子水平仪反馈其水平状态，并由控制单元依靠反馈信号控制第一二维俯仰调节架和第二二维俯仰调节架分别对所述反射镜和PBS 托架进行调整。本专利技术还提出一种测量PBS偏振膜面偏向角度的方法，包括以下步骤启动控制单元，由控制单元控制升降步进电机将PBS托架调节至预定高度；根据电子水平仪反馈的信号由控制单元控制第一二维俯仰调节架以及第二二维俯仰调节架分别使反射镜和PBS托架保持水平；将入射光照射于成像单元的第一分束镜，所述入射光通过在第一分束镜、第二分束镜、凸透镜、PBS以及反射镜中不同的光传播方向而在CCD相机上成像多个亮点，所述各亮点显示在分析单元上；分析单元计算各亮点的灰度值，选取灰度值最大和次大的两个亮点；以灰度值最大的亮点为参考点，由控制单元控制反射镜所对应的第一二维俯仰调节架的二维角度，使灰度值最大和次大的两个亮点重合，所述第一二维俯仰调节架在X，Y 方向上的相对偏移角即为PBS偏振膜面相对于入射面的偏向角。优选地，所述入射光照射于成像机构的第一分束镜时，入射光的一部分依序经过第一分束镜、第二分束镜以及凸透镜并在C⑶相机上成像一个亮点，这时调节凸透镜与CXD 相机的距离，使该亮点成像最小。本专利技术提出的一种测量PBS偏振膜面偏向角度的装置及方法，通过承载于计算机程序的控制单元控制升降步进电机、成像步进电机以及第一、第二二维俯仰调节架对CCD 相机、反射镜、待测PBS等进行调整，并结合控制单元所属计算机系统中的分析单元对亮点重合状态进行分析，自动实现对入射光在CCD相机上成像的多个亮点中最亮与次亮的两个亮点进行比较与位置调整。本专利技术在测量时将所有的加工误差考虑进去，从整体上方便快捷、准确的测量得到PBS偏振膜面的偏向角度，提高了 PBS偏振膜面偏向角度的测量精度； 而且本专利技术能够检测出已经成品的PBS镀膜面相对于其入射面的偏向角度，能够在激光器生产中提出其量化指标，对于公差范围以外的晶体不予以使用，这样能够极大地提高激光器量化生产的效率。同时为PBS厂家提供了一种新的出厂检测方法和途径，为工业化生产中每个PBS的安装提供相应的参考信息，有利于PBS生产过程的管理和控制。另外，本专利技术装置也可以测量那些不易拆卸的内部具有反射面的透明物体的相对角度。附图说明图1是本专利技术测量PBS偏振膜面偏向角度的装置的结构示意图；图2是本专利技术测量PBS偏振膜面偏向角度的装置的结构框图；图3是本专利技术测量PBS偏振膜面偏向角度的方法的流程示意图。为了使本专利技术的技术方案更加清楚、明了，下面将结合附图作进一步详述。具体实施例方式本专利技术实施例解决方案主要是基于光路可逆性原理所实现。如图1及图2所示， 本专利技术一个实施例提出一种测量PBS偏振膜面偏向角度的装置，包括带有PBS托架5的L 型工装支架6，PBS托架5用于放置PBS 4、设置在工装支架6底部且位于PBS 4正下方的反射镜8、与PBS 4处于同一光路的成像单元101、对应成像单元101设置的显像单元106、设置在工装支架6上的角度调节单元103、动力单元102、用于控制角度调节单元103与动力单元102的控制单元104，以及与控制单元104同属一个计算机系统用于分析显像单元106 的显像结果的分析单元105。其中角度调节单元103，设置在工装支架6上，包括分别对反射镜8及PBS托架5进行角度调节的第一二维俯仰调节架7和第二二维俯仰调节架11 ；动力单元102，包括设置在PBS托架5下方用于调节PBS托架5高度的升降步进电机10以及连接显像单元106并可驱动显像单元106的成像步进电机(图中未示出)。当入射光射向成像单元101时，入射光通过在成像单元101、PBS 4以及反射镜8 中不同的光传播方向而在显像单元106上显示出若干亮点，控制单元104调整第一二维俯仰调节架7的二维角度，并结合分析单元105使上述各亮点中最亮的两个亮点重合，得到 PB本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：樊仲维，朱光，
申请(专利权)人：北京国科世纪激光技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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