[发明专利]用于光学元件加工质量在线检测的光纤干涉共焦系统有效
| 申请号： | 201710278345.7 | 申请日： | 2017-04-25 |
| 公开（公告）号： | CN107144217B | 公开（公告）日： | 2019-05-24 |
| 发明（设计）人： | 杨树明;张国锋;薛兴昌;杨新宇;杨林林 | 申请（专利权）人： | 西安交通大学 |
| 主分类号： | G01B9/02 | 分类号： | G01B9/02;G01B11/24;G01B11/30 |
| 代理公司： | 西安通大专利代理有限责任公司 61200 | 代理人： | 闵岳峰 |
| 地址： | 710049 陕*** | 国省代码： | 陕西;61 |
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| 摘要： | 本发明公开了一种用于光学元件加工质量在线检测的光纤干涉共焦系统，系统采用光纤器件将白光干涉系统和激光共焦系统进行了共光路集成，以实现光学元件多参数同步在线检测。其中，使用光延迟线和压电陶瓷相结合的光程调整方法以迅速定位干涉位置并实现轴向扫描；将CCD相机和多孔环带滤波器插件等器件以空间光路的形式集成于测量探头，可实现白光干涉全场测量以及激光共焦高分辨率测量；集成测量探头驮载于五维运动台上，可实现测量探头的高自由度位姿调整。本发明系统具有尺寸小、结构紧凑、抗干扰能力强等特点，测量探头与系统主体装置分离且空间距离可灵活调整，无需调整待测光学元件位置，对于大口径光学元件加工质量的在线检测具有很大的优势。 | ||
| 搜索关键词： | 测量探头 共焦系统 光学元件加工 质量在线检测 光纤干涉 激光 大口径光学元件 白光干涉系统 高分辨率测量 光学元件位置 同步在线检测 抗干扰能力 白光干涉 带滤波器 干涉位置 高自由度 光纤器件 光学元件 光延迟线 集成测量 空间光路 空间距离 灵活调整 全场测量 位姿调整 五维运动 系统主体 形式集成 压电陶瓷 在线检测 轴向扫描 装置分离 多参数 多孔环 共光路 探头 插件 共焦 光程 加工 | ||
【主权项】：
1.用于光学元件加工质量在线检测的光纤干涉共焦系统，其特征在于，包括光源切换装置、白光干涉装置、激光共焦装置，计算机(10)以及分别与计算机连接的CCD相机(13)和光电探测器(14)；其中，光源切换装置包括宽带光源(1)、激光光源(2)、第一光纤隔离器(3)、第二光纤隔离器(4)和2×1光纤耦合器(5)；白光干涉装置包括2×2光纤耦合器(6)、第一光纤准直器(7)、第二光纤准直器(8)、带宽分光棱镜(9)和显微物镜(11)；激光共焦装置包括2×2光纤耦合器(6)、第一光纤准直器(7)、带宽分光棱镜(9)和显微物镜(11)；所述白光干涉装置和激光共焦装置采用共光路结构，对同一检测区域实现多参数同步检测；宽带光源(1)、激光光源(2)、第一光纤隔离器(3)、第二光纤隔离器(4)、2×1光纤耦合器(5)、光电探测器(14)、2×2光纤耦合器(6)、第一光纤准直器(7)和第二光纤准直器(8)之间均采用单模光纤进行连接；第一光纤准直器(7)和第二光纤准直器(8)相对设置于带宽分光棱镜(9)两侧的透射光轴上，管镜镜组(12)和显微物镜(11)分别设置于带宽分光棱镜(9)两侧的反射光轴上，CCD相机(13)位于管镜镜组(12)焦点位置，CCD相机(13)通过管镜镜组(12)采集白光干涉图像，光电探测器(14)用于探测激光共焦信号，上述器件均以空间光路集成于一个测量探头中；白光干涉装置采用Mach‑Zehnder结构，在其参考光路中依次设置了光纤环形器(17)、光延迟线(18)、第三光纤准直器(19)、反射镜(20)和压电陶瓷(21)；其中，光延迟线(18)和压电陶瓷(21)由计算机(10)控制，分别用于参考光路光程的粗调和精调，以迅速定位干涉位置并实现轴向扫描，并且，光纤环形器(17)连接于2×2光纤耦合器(6)和第二光纤准直器(8)之间。
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