一種光線平行調整的裝置制造方法及圖紙

本實用新型專利技術涉及一種光線平行調整的裝置，屬于光電檢測技術領域。本實用新型專利技術利用高穩定性的準直激光器（１）發射準直激光經過分光器偏振（２）分光，在偏振分光器（２）的反射光路和透射光路上分別放置一個λ／４波片，波片的快軸方向與激光的偏振方向成４５°。通過同一塊平面反射鏡（９）使光線逆向反射，使要調整的光線先后入射到同一個測角探測器（８）上，通過調整二維反射鏡（６）使兩出射光線的平行性達到１弧秒以下。此裝置還可以調整多束光線之間的平行性，結構簡單，使用靈活，通用性強，成本較低，便于校正，調整精度高。（*該技術在2018年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術屬于光電檢測
，特別涉及一種光線之間平行度的高精 度調整。利用調整后的平行光束可以進行兩直線導軌的平行度測量，還可以進 行直線導軌副本身的滾轉角測量。 背錄技術數控機床直線導軌副需要進行滾轉角測量，而最簡單的光學測量方法是利 用平行光線進行測量。盡管通過兩個五角棱鏡能使光線產生平行光線，但由于 五角棱鏡只能保證有一個方向的垂直，很難得到兩束光線平行性在1弧秒以下， 且高精度的五角棱鏡造價也貴。本技術的目的在于提供一種具有通用性的激光平行性調整裝置和方 法，調整精度優于1弧秒。利用此方法得到的平行光線可以用作近距離導軌之 間的平行性裝調和導軌本身的滾轉角測量。
技術實現思路
一種光線平行調整的裝置是準直激光器發出高穩定性的準直激光，經過偏振分光器分光。其中偏振分光器的反射光路上放置一個;i/4波片，波片的快軸方向與激光的偏振方向成45。，再入射到一個平面反射鏡上。而在偏振分光器的透射光路上放置另外一個;i/4波片，波片的快軸方向與激光的偏振方向也成45°，再通過一個二維可調平面反射鏡反射，使其反射方向與偏振分光器的反射光平 行入射到同一平面反射鏡上。平面反射器使兩光線逆向返回到偏振分光器。由于兩光束分別兩次透過;i/4波片，光線的振動方向分別旋轉了 90°，因此原來經 過偏振分光器的反射光變成透射光，原來經過偏振分光器的透射光變成反射光。 通過一個透鏡入射到同一個探測器上。所述的準直光器包括經過單模光纖準直的半導體激光器和氣體激光器。 所述的偏振分光器可以是非偏振半透半反分光器，這時兩個義/4波片可以不 用，只是從平面反射鏡反射回來的光將發生能量損失。所述的探測器可以是四象限探測器、位置敏感探測器和CCD其中的一種。所述的探測器必須放置在透鏡焦平面上。所述的透鏡還可以用透鏡組替代。所述裝置可以通過增加偏振分光器和義/4波片產生多束平行光線。 本技術的一種光線平行調整方法步驟為.-(1) 準直激光器發出穩定激光通過偏振分光器分光，分為垂直線偏振S 和平行線偏振P激光；(2) 用紙板擋住偏振分光器的透射光P，使垂直線偏振激光S透過一個義/4 波片，變成圓偏振光，入射到一個平面反射鏡上，其中義/4波片的快軸與S偏振 方向成45°;(3) 調整平面反射鏡使圓偏振光線逆向返回第二次透過A/4波片，此時光 線由圓偏振光變成線偏振光，但偏振方向旋轉了90°，因此光線透過偏振分光器 和透鏡，入射到探測上，并使光線入射到探測器的中心位置，記下讀數；(4) 保持平面反射鏡不動，把紙板拿開，放在偏振分光器的反射光路上擋住偏振分光器的反射光S;(5) 偏振分光器的透射光P透過另外一個義/4波片，再通過可以二維調節 的平面反射鏡反射，使光線入射到上述的固定不動的平面反射鏡上。其中A/4波 片的快軸與P偏振方向成45°，透過此義/4波片的偏振光也變成圓偏振光；(6) 固定不動的反射鏡使圓偏振光線逆向返回，經過二維可調節的平面反 射鏡反射，第二次透過A/4波片，使圓偏振光變成了線偏振光，但其振動方向旋轉了90°，因此光線經過偏振分光器反射，透過透鏡，入射到探測器上；(7) 調節二維可調平面反射鏡，使逆向入射到探測器上的光點的位置讀數 與上述記下的讀數相同；(8) 撤走以上所述的擋光紙板和固定平面反射鏡，則兩出射光線為平行光線。所述的方法可以通過調整增加的偏振分光器的反射方向產生多束平行光線。本技術是一種適用于產生兩束平行光線，具有如下的優點1、 調整裝置和方法簡單，成本較低。2、 調整精度高，利用高穩定準直激光可以調整到光線之間平行性在l弧秒 以下。3、 利用此方法還可以調整兩束以上光線之間的平行性。以下結合附圖和具體實施方式進一步說明本技術。附圖說明圖1為調整光束平行光線的實施例一。圖2為測角原理圖。圖3為調整兩束光線平行的實施例二。圖4為同時調整三束光線平行性的實施例三。圖中1-為準直激光器；2-為偏振分光器；3、 4-為義/4波片；5-為小平面 反射鏡；6-為二維調節裝置；7-為凸透鏡；8-為四象限探測器；9-為大平面反 射鏡；10-為半透半反分光器；11-為偏振分光器。具體實施方式以下結合附圖進一步說明本技術。圖1為調整兩束平行光線的原理裝置。準直激光器1發出穩定激光通過偏 振分光器2分光，分為垂直線偏振S和平行線偏振P激光。用紙板擋住偏振分 光器的透射光P，使垂直線偏振激光S透過一個義/4波片3，變成圓偏振光，入射到一個平面反射鏡9上，其中A/4波片3的快軸與S偏振方向成45。。調整平面 反射鏡9使圓偏振光線逆向返回第二次透過義/4波片3，此時光線由圓偏振光變 成線偏振光，但偏振方向旋轉了90。，因此光線透過偏振分光器2和透鏡7，入 射到四象限探測器8上，并使光線入射到探測器8的中心位置，記下讀數。保 持平面反射鏡9不動，把紙板拿開，放在偏振分光器2的反射光路上擋住偏振 分光器2的反射光S。偏振分光器2的透射光P透過另外一個A/4波片4，再通 過可以二維調節的平面反射鏡5反射，平面反射鏡5固定在一個二維調節裝置6 上，使光線入射到上述的固定不動的平面反射鏡9上。其中義/4波片4的快軸與 P偏振方向成45°，透過此義/4波片4的偏振光也變成圓偏振光。固定不動的反 射鏡9使圓偏振光線逆向返回，經過二維可調節的平面反射鏡5反射，第二次 透過義/4波片4，使圓偏振光變成了線偏振光，但其振動方向旋轉了 90°，因此 光線經過偏振分光器2反射，透過透鏡7，入射到四象限探測器8上。調節二維 可調平面反射鏡5，使逆向入射到探測器8上的光點的位置讀數與上述記下的讀 數相同。撤走以上所述的擋光紙板和固定平面反射鏡9，則兩出射光線為平行光 線。兩次光線的測量角度原理如圖2所示，探測器8放置在透鏡7的焦平面上， 當入射光線偏離透鏡7光軸0時，光點在探測器上有位移d的偏移，則光線偏移 角度為妙="http:// (1) 圖3為調整兩束光線平行的實施例二，相對于實施例一 (圖1)，圖3少了兩個A/4波片，且偏振分光器2被非偏振半透半反分光器IO取代。具體光線平 行調焦過程為準直激光器1發出穩定激光通過半透半反分光器10分光，分為 反射光和透射光。用紙板擋住透射光，使反射光入射到一個平面反射鏡9上。調 整平面反射鏡9使光線逆向返回到半透半反分光器10，此時光線再次被半透半反分光器10平分，其中透射光透過透鏡7，入射到探測器8上，并使光線入射 到四象限探測器8的中心位置，記下讀數。保持平面反射鏡9不動，把紙板拿 開，放在分光器10的反射光路上，擋住分光器10的反射光。分光器10的透射 光通過可以二維調節的平面反射鏡5反射，平面反射鏡5固定在一個二維調節 裝置6上，使光線入射到上述的固定不動的平面反射鏡9上。固定不動的反射 鏡9使光線逆向返回，經過二維可調節的平面反射鏡5反射，入射到分光器IO 上，光線再次經過半透半反分光器10分光，其中反射光，透過透鏡7，入射到 四象限探測器8上。調節二維可調平面反射鏡5，使逆向入射到探測器8上的光 點的位置讀數與上述記下的讀數相同。撤走以上所述的擋光紙板和固定平面反 射鏡9，則兩出射光線為平行光線。圖4為同時調整三束光線平行性的實施例。此實施例是在圖1基礎上增加 了一個偏振本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種光線平行調整的裝置，其特征在于：準直激光器（１）發出高穩定性的準直激光，經過偏振分光器（２）分光，在偏振分光器（２）的反射光路上放置一個λ／４波片（３），λ／４波片（３）的快軸方向與激光的偏振方向成４５°，再入射到一個平面反射鏡（９）上；而在偏振分光器（２）的透射光路上放置另外一個λ／４波片（４），λ／４波片（４）的快軸方向與激光的偏振方向也成４５°，再通過一個二維可調平面反射鏡（５）反射，使其反射方向與偏振分光器（２）的反射光平行入射到同一平面反射鏡（９）上；平面反射鏡（９）使兩光線逆向返回到偏振分光器（２）；由于兩光束分別兩次透過λ／４波片（３、４），光線的振動方向分別旋轉了９０°，因此原來經過偏振分光器（２）的反射光變成透射光，原來經過偏振分光器（２）的透射光變成反射光；通過一個透鏡（７）入射到同一個探測器（８）上。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：匡翠方，李艷秋，劉麗輝，
申請(專利權)人：北京理工大學，
類型：實用新型
國別省市：11[中國|北京]