[发明专利]一种透明光楔的角度快速测量方法及装置

权利要求书

1.一种透明光楔的角度快速测量装置，其特征在于，包括工作台、平行光管、分光棱镜、光楔以及面阵CCD，所述工作台的上方设置有所述平行光管、分光棱镜以及光楔，所述分光棱镜设置在所述平行光管和所述光楔之间，所述面阵CCD包括第一面阵CCD和第二面阵CCD，所述第一面阵CCD和所述第二面阵CCD分别设置在所述分光棱镜和所述光楔的侧面，所述平行光管、分光棱镜以及第一面阵CCD之间满足所述平行光管发出的平行光束经所述分光棱镜反射后能被所述第一面阵CCD接收，所述平行光管、分光棱镜、光楔以及第二面阵CCD之间满足所述平行光管发出的平行光束经所述分光棱镜透射以及所述光楔折射后能被所述第二面阵CCD接收，所述工作台的上方还设置有电机，所述电机的上方连接有转动支架，所述转动支架与所述面阵CCD连接，所述电机与中央处理器电连接。

2.根据权利要求1所述的透明光楔的角度快速测量装置，其特征在于，所述工作台与所述平行光管之间设置有平行光管支架，所述工作台与所述分光棱镜之间设置有分光棱镜平台，所述工作台与所述光楔之间设置有光楔平台。

3.根据权利要求1所述的透明光楔的角度快速测量装置，其特征在于，所述电机为步进电机。

4.一种透明光楔的角度快速测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：调整平行光管，使得平行光管发出的平行光束垂直入射到分光棱镜和光楔的表面；

S2：利用第一面阵CCD和第二面阵CCD分别测量分光棱镜反射出来的光斑直径x1和光楔折射出来的光斑直径x2；

S3：根据光楔材料的已知折射率和测量所得到的光斑直径计算得到光楔的角度。

5.根据权利要求4所述的透明光楔的角度快速测量方法，其特征在于，在步骤S2中，由步进电机分别带动第一面阵CCD和第二面阵CCD转动，在转动过程中所测得的光斑直径x1和x2的最小值就是实际光斑直径x1和x2的大小。

6.根据权利要求5所述的透明光楔的角度快速测量方法，其特征在于，在测量光斑直径x1的过程中，由步进电机带动第一面阵CCD做顺时针转动，如果所测的光斑直径x1随着第一面阵CCD的转动逐渐变大，则改为逆时针方向转动第一面阵CCD，此时所测的光斑直径x1逐渐变小，达到一个最小值时又开始逐渐变大，那么这个最小值就是实际光斑直径x1的大小；如果所测的光斑直径x1随着第一面阵CCD的转动逐渐变小，在第一面阵CCD转动的过程中将达到一个最小值，然后又逐渐开始变大，那么这个最小值就是实际光斑直径x1的大小。

7.根据权利要求5所述的透明光楔的角度快速测量方法，其特征在于，在测量光斑直径x2的过程中，由步进电机带动第二面阵CCD做顺时针转动，如果所测的光斑直径x2随着第二面阵CCD的转动逐渐变大，则改为逆时针方向转动第二面阵CCD，此时所测的光斑直径x2逐渐变小，达到一个最小值时又开始逐渐变大，那么这个最小值就是实际光斑直径x2的大小；如果所测的光斑直径x2随着第二面阵CCD的转动逐渐变小，在第二面阵CCD转动的过程中将达到一个最小值，然后又逐渐开始变大，那么这个最小值就是实际光斑直径x2的大小。

8.根据权利要求5所述的透明光楔的角度快速测量方法，其特征在于，利用中央处理器将步进电机每次步进时所测的数据与上一步所测的数据进行比较，中央处理器根据比较结果施加转动方向给步进电机。

9.根据权利要求6和7所述的透明光楔的角度快速测量方法，其特征在于，平行光束在光楔倾斜面上的入射角i等于光楔的角度θ，即θ=i，光楔材料的已知折射率n、折射角r和入射角i的关系根据折射定律可得n=sini/sinr，根据几何光学可得cosr=（x2•cosi)/x1，根据上述关系即可得到光楔的角度θ。