[发明专利]一种微透镜矢高测量装置及方法

说明书

本发明提供一种微透镜矢高测量装置及方法，该装置中设有带标记图案的毛玻璃标记版，标记图案包括十字线和圆线，且十字线的交点与圆线的圆心重合。测量时先使标记图案投影到被测微透镜元件的基准平面上，此时Z向位置为Z1；再先后调节被测微透镜元件的XY角度及XY位置，使十字线成像均匀清晰，再使成像的圆线中心与被测微透镜元件外圆的中心重合；最后找到被测微透镜元件的曲面顶点反射的十字线清晰成像的Z向位置，记为Z2，则被测微透镜元件的矢高为|Z1‑Z2|。本发明通过十字线的成像清晰度和均匀性对被测微透镜元件进行对焦调平，通过圆线对被测微透镜元件进行对心，能够减少测量过程中的操作误差，提高微透镜矢高的测量精度。

技术领域

本发明属于多模光纤的耦合透镜领域，具体涉及耦合透镜中微透镜的矢高测量装置及测量方法。

背景技术

在通信中，耦合透镜是光模块的重要组成部分，多模光纤的耦合透镜一般采用塑胶注塑而成，有直桶式，COB式以及阵列式等形式。单个透镜的直径在0.2~0.6mm之间，透镜面型大多数采用非球面的形式且具有一个很好的基准平面。

如何测量微透镜的矢高，来控制微透镜的质量，变成了行业难题。常规测量方法有以下两种：第一种，采用成像法，利用透镜边缘成像和透镜顶点成像的方法来进行测量，该方法存在对透镜边缘质量要求高，透镜顶点无法准确定位等缺点。第二种，采用轮廓仪测量法进行测量，该方法存在透镜边缘定位不准，测量误差较大等缺点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种微透镜矢高测量装置及方法，利用显微投影的标记图案测量微透镜矢高，避免了传统方法对微透镜中心定位不准，对微透镜外圆要求高等缺点。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

本发明提供的微透镜矢高测量装置，包括投影显微测量系统、Z向精密位移台和四维调节平台，其中投影显微测量系统位于四维调节平台的上方并固定在Z向精密位移台上；所述投影显微测量系统包括照明光源、毛玻璃标记版、分光元件、显微管镜系统、显微物镜系统和成像接收器件，其中照明光源的光线出射方向上依次设置毛玻璃标记版和分光元件，显微物镜系统设置在分光元件的反射光路上，分光元件的透射光路上依次设置显微管镜系统和成像接收器件；所述毛玻璃标记版上刻有标记图案，所述标记图案包括十字线和圆线，且十字线的交点与圆线的圆心重合。

所述毛玻璃标记版为负版，毛玻璃标记版分为两面，靠近照明光源的面为漫反射面，远离照明光源的面刻有标记图案。

所述标记图案中的圆线为一个圆线或多个直径不同的同心圆线。

所述投影显微测量系统还包括准直成像系统，准直成像系统设置在毛玻璃标记版和分光元件之间。

所述照明光源和毛玻璃标记版之间设置有准直透镜。

所述分光元件为分光棱镜或分光板。

所述成像接收器件为CCD或CMOS。

本发明提供的微透镜矢高测量方法，包括以下步骤：

1）将被测微透镜元件放置在四维调节平台上，将显微物镜系统对准被测微透镜元件，照明光源照射到带有标记图案的毛玻璃标记版上，形成的标记图案光束经分光元件反射进入显微物镜系统后再投影到被测微透镜元件上；利用Z向精密位移台带动投影显微测量系统做Z向精密移动，使得标记图案正好投影到被测微透镜元件的基准平面上，记录此时的Z向位置为Z1；