光学透镜中心厚度测量系统技术方案

本实用新型专利技术公开了光学透镜中心厚度测量系统，该系统包括光源，还包括分光装置、光学探头、光谱仪和计算机，所述光源连接分光装置，分光装置和光学探头正对且中心位于同一轴上，所述分光装置的一端还连接有光谱仪，光谱仪连接到计算机上。本实用新型专利技术在测量时简单便捷、数据精准，且非接触的测量方法不会损坏零件，作为光学透镜中心厚度测量系统及方法广泛运用于光学零件的精密测量。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及光学精密测量
，特别是涉及光学透镜中心厚度测量系统。技术背景在光学领域中，透镜中心厚度的测量具有非常重要的意义。透镜中心厚度的光学系统中一个重要的参数，其加工质量的好坏决定了光学成像质量的好坏。特别是对于光刻机物镜、航天相机等高性能光学系统中的透镜，透镜中心厚度的一点点偏差都可能会导致成像不清晰，所以对于它的测量是必须严格控制精度的，尽可能地减小误差。现有的测量透镜中心厚度的方法分为接触式测量和非接触式测量两种。接触式测量，一般使用千分尺或者千分表测量。测量透镜中心厚度时，一是要找到最高或者最低点，测量起来速度很慢，且还不精确；二是光学元件表面很容易受到损坏，导致不可再用。非接触式测量常有图像测量法、共面电容法、白光共焦法和干涉法。而随着科技的不断发展，非接触式测量对精度、抗干扰能力、方便性的要求也是越来越高，迫切需要一种方便简捷的透镜中心厚度测量方法。
技术实现思路
为解决上述问题，本技术提供一种方便快速精确的光学透镜中心厚度测量系统。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是光学透镜中心厚度测量系统，包括光源，还包括分光装置、光学探头、光谱仪和计算机，所述光源连接分光装置，分光装置和光学探头正对且中心位于同一轴上，所述分光装置的一端还连接有光谱仪，光谱仪连接到计算机上。进一步，所述光学探头内设置有非球面光学系统。进一步，还包括固定光学探头的支撑架和固定被测零件的载物台与夹具。本技术的有益效果本技术光学透镜中心厚度测量系统，包括光源，还包括分光装置、光学探头、光谱仪和计算机，通过反射及折射的原理，利用光谱仪测量反射回来的有能量峰值的两种不同色光的波长，算出对应的透镜中心厚度，在测量上显得非常的简单快捷，并且非接触式的测量不仅准确同时也很好地保护了透镜不受接触造成的损坏，具有良好的可行性。以下结合附图对本技术的具体实施方式作进一步说明图I是本技术光学透镜中心厚度测量系统结构图；图2是本技术光学透镜中心厚度测量方法流程图；图3是本技术光学透镜中心厚度测量方法公式示意图。图中光源I、分光装置2、光学探头3、光谱仪4、计算机5、支撑架6、载物台7、夹具8。具体实施方式参照附图说明图1，光学透镜中心厚度测量系统，包括光源，还包括分光装置、光学探头、光谱仪和计算机，所述光源连接分光装置，分光装置和光学探头正对且中心位于同一轴上，所述分光装置的一端还连接有光谱仪，光谱仪连接到计算机上。进一步作为优选的实施方式，所述光学探头内设置有非球面光学系统。 进一步作为优选的实施方式，还包括固定光学探头的支撑架和固定被测零件的载物台与夹具。参照图2，光学透镜中心厚度测量方法，包括以下步骤A、光源发出的多色光经过分光装置进行光线耦合后进入光学探头；B、经过光学探头的多色光射到被测零件上发生反射、折射；C、反射回探头的光通过分光装置后进入到光谱仪；D、光谱仪根据返回光的能量分析得出不同波长光的能量曲线图；E、将所得的数据传输给计算机，通过公式进行计算得出透镜中心厚度，并显示出来。进一步作为优选的实施方式，所述被测零件的上下表面对两种不同色光形成自准直，这两种不同色光反射回的光能量完全进入光谱仪中的光阑，其他色光则在光阑处形成大于光阑的弥散斑。进一步作为优选的实施方式，所述两种不同色光对应于相应波长值的能量的峰值。参照图3，进一步作为优选的实施方式，所述公式为不同波长对应的尚焦量不同，两峰值波长对应的尚焦量分别为Dl和D2,透镜中心厚度 D=|D1_D2|，由折射定律得 sin a - it sin /II I )根据图中简单的三角关系可以得到lan a : D Iaii β I) - ￡) *‘生^1( 2 ) 'tan β把公式(I)代入公式(2 )有 h n cos β D = -....................L cosa为在下表面反射的色光沿着在通过上表面时的光路延伸相交的一点到上表面的距离，η为透镜的折射率，Iitl为空气中的折射率一般视为1，为色光从空气进入透镜时的入射角，为色光从空气进入透镜时的折射角。测量的原理光源的光经过光线耦合进入光学探头，射出的色散光在被测零件上下表面形成自准直，因此这两个波长的光反射回去的能量完全进入光谱仪的光阑，形成了能量的峰值，经过计算机的计算，得出了对应的透镜中心厚度的值。 当然，本技术并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本技术精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.光学透镜中心厚度测量系统，包括光源，其特征在于还包括分光装置、光学探头、光谱仪和计算机，所述光源连接分光装置，分光装置和光学探头正对且中心位于同一轴上，所述分光装置的一端还连接有光谱仪，光谱仪连接到计算机上。...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋光均，吴剑峰，郑祥利，
申请(专利权)人：广州标旗电子科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：