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2013-03-28 11:51 |
非接触式镜面定位仪
非接触式镜面定位仪目前已广泛应用于光学装配中，具有精度高，不损伤样品的特点，仪器简介如下： :aO `q/d
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工作原理： mNQ~9OJ1
非接触式镜面定位仪的光学原理，为采用了短相干光源的迈克尔逊干涉仪，并且参考镜位置可以精确移动，当干涉仪的测量臂与参考臂光程相等时，才能够发生干涉。这样通过监控参考镜的移动，就可以测量被测镜的位置。 原理图如下： #5 % \~ f
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[attachment=47428] DtFzT>$^F
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工作过程: g7l ?/p[n
Source(短相干光源)发出短相干光束, 经Coupler（耦合器）分束成两束光，这两束光分别通过Collimators（准直仪）聚焦到Measurement arm(测量臂) 和Reference arm(参考臂)上，在测量臂段，光束经待测物前后两表面反射产生R1和R2两束反射光；在参考臂段，光束被delay line(延迟线路)中的scan mirror(可扫描的参考镜) 反射。各反射光束经光学光纤返回到Coupler中，此时扫描反射镜反射的光束分别与R1和R2两束光发生干涉产生两干涉信号经Photodiode(光电二级管)转换为电信号再由显示仪显示。 测量方法: /5wIbmz@I
通过调节扫描参考镜在延迟光路上的位置，调出两干涉信号分别出现极大值的两个位置，此两极值位置所对应的扫描参考镜在延迟光路上的位置之差即待测物品的光学厚度。而其实际厚度则为光学厚度除以其折射率。 d69synEw>k
考虑到光源的短相干特性，非接触式镜面定位仪在应用中有以下特征需要注意： C"*8bVx]$n
(1) 采用短相干光源，且满足相干长度小于待测物品的光学厚度的两倍，从而使得反射光束R1和R2相互不能发生干涉； xf7_ |l
(2) 扫描参考镜的反射光与反射光束R1(或R2)的光程差小于短相干光源相干长度时，才能发生干涉并产生相干信号。且光程差为零时，干涉信号才出现极大值，故两极值位置所对应的扫描参考镜在延迟光路上的位置之差即待测物品的光学厚度。 }2]m]D@%7
(3) 扫描参考镜在延迟光路上的测试精度有两种等级： a.采用光栅尺测量(1μm)；b.采用激光测距 (150nm)。 A xAbU7m
应用： KW@][*\uC
主要用于光学系统中的位置和厚度测量。其中典型应用为透镜中心厚度测量和通过测量透镜间空气隙的长度来控制透镜在透镜系统光轴中位置，如下图： ) JXlPU
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[attachment=47429] VkD}gJY
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主要应用沿光轴方向确定元件的位置与中心: >Tp`Kri
透镜、棱镜、平面、CCD … e ia>Y$
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光学装配中的控制: gWGh:. *T
透镜的位置 F@l d#O
空气隙间隔 8#ZF<B Y
胶合件的胶层厚度 e6i m_ Tk
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单个零件的控制: nr?| !gj
厚度与组折射率 ?m\?
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参考元件的定位: ,382O$C
与干涉仪结合控制非球面
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