[发明专利]同轴随形聚焦系统

摘要

本发明公开了一种可以始终确保最佳聚焦状态、无需前期建模、闭环跟踪控制、响应速度快的同轴随形聚焦系统，包括扩束装置、分束器、聚束装置、光电探测器、伺服机构以及闭环控制电路。且聚束装置与扩束装置同轴设置。伺服机构带动扩束装置、分束器、光电探测器沿扩束装置和聚束装置的轴线方向往复运动进行聚焦状态误差值补偿。本发明提供的同轴随形聚焦系统，通过同轴设置的扩束装置和聚束装置汇聚光线于工件表面，工件表面产生反向传输的散射光，散射光经过聚束装置汇聚，并被分束器反射于光电探测器上。闭环控制电路根据光电探测器接收到的光强确定工件表面的汇聚光束的聚焦状态，并驱动伺服机构往复运动来补偿聚焦状态误差值，直到误差值为零。

主权项

1.同轴随形聚焦系统，其特征在于，包括：扩束装置(1)，平行入射光束由所述扩束装置(1)的入光端进入所述扩束装置(1)，并产生发散光束；分束器(3)，所述分束器(3)置于所述扩束装置(1)的出光端，所述发散光束穿过所述分束器(3)；聚束装置(2)，所述聚束装置(2)置于所述分束器(3)的出光端，且所述聚束装置(2)与所述扩束装置(1)同轴设置，所述发散光束由所述聚束装置(2)的入光端进入所述聚束装置(2)，并产生汇聚光束(5)，所述汇聚光束(5)的焦点处于工件(7)表面前后，被所述汇聚光束(5)照亮的所述工件(7)表面产生反向传输的散射光(6)，光电探测器(8)接收被所述分束器(3)反射的所述散射光(6)；伺服机构(4)，所述扩束装置(1)、所述分束器(3)和所述光电探测器(8)固定于所述伺服机构(4)上，且所述伺服机构(4)受控于闭环控制电路(9)；闭环控制电路(9)，所述光电探测器(8)接收到的所述散射光(6)的光强信号送至所述闭环控制电路(9)，所述闭环控制电路(9)根据所述光强信号解算出聚焦状态误差值，并驱动所述伺服机构(4)补偿聚焦状态误差值；所述伺服机构(4)带动所述扩束装置(1)、分束器(3)、光电探测器(8)沿所述扩束装置(1)和聚束装置(2)的轴线方向往复运动；所述散射光(6)穿过所述聚束装置(2)，并通过所述分束器(3)部分反射于所述光电探测器(8)表面，所述闭环控制电路(9)根据所述光电探测器(8)接收的散射光(6)的光强信号驱动所述伺服机构(4)补偿聚焦状态偏离的误差值；所述光电探测器(8)接收散射光(6)的一面至少设置有两个光敏面(10)，且相邻两个所述光敏面(10)之间具有缝隙。