【技術實現步驟摘要】
本技術涉及分光棱鏡進行光程檢測的裝置。
技術介紹
1、白光干涉顯微物鏡(以下簡稱干涉物鏡)是白光干涉測量系統一個重要的器件,而立方體分光棱鏡(以下簡稱分光棱鏡)是干涉物鏡中的一個關鍵器件。之所以稱為關鍵器件,是因為其性能要求有別于其他應用領域。
2、白光是有限連續光譜范圍內無限數量的相干波的疊加。在白光干涉儀中,這些單色載波產生一組離散的周期性條紋,其空間頻率與它們的波長相對應。當對這些條紋圖案的強度值求和時,可接受的條紋可見性僅限于單個有限相干包。這個相干包的長度稱為相干長度(lc),用表達式近似表示lc=λ02/△λ。
3、其中△λ為光譜分布的半高寬(fwhm)值,λ0為中心波長。相干包以單個條紋為中心,該條紋表示兩個干涉儀臂的光程長度完美匹配的唯一位置。這一點被稱為中心條紋。
4、如圖1所示,對單色干涉系統而言,只要保證aca與aea的光程差小于相干長度即可看見條紋,即使ab不等于ad仍可以等效地改變bc的距離。當存在多個波長時,由于光學玻璃固有的色散性質,系統只能通過匹配每條光路中的玻璃介質長度來實現消色差。這意味著長度ab和ad以及bc和de必須是相等的。值得指出的是,如果光程aca和aea之間的差小于相干包lc的長度,仍然可以實現可接受的條紋對比度。如果光程誤差大于lc,則條紋是不可見的。
5、導致分光棱鏡光程誤差的因素是分光棱鏡膠合過程中兩個直角棱鏡的對準。對準過程通常是最大限度地減少內部光程誤差的限制因素,也是分光鏡膠合中最具挑戰性的一步。
6、在裝配過
7、直角棱鏡沿斜面的相對橫向位置(dof1)是最關鍵的調整。這個自由度本質上是用來匹配分光棱鏡內兩個光路的軸上光程,通常是光程誤差的最大來源。第二自由度(dof2)用于通過確保分光棱鏡立方體的兩個出口面都垂直于入射光軸來有效消除可能存在于棱鏡中的任何金字塔誤差。
8、兩個直角棱鏡之間的uv膠粘劑層將是幾微米厚(取決于膠粘劑粘度),并將在兩個直角棱鏡之間引入分離的效果。這種間隙厚度可以通過直角棱鏡沿45°斜面的直線運動(dof1)來補償。因此,膠隙的厚度并不是影響整體對準精度的一個因素。
技術實現思路
1、本技術的目的是提供一種分光棱鏡等光程檢測裝置,它能夠檢測出分光棱鏡在兩個光路的軸上光程差小于0.9um,精度極高。
2、本技術所述的一種分光棱鏡等光程檢測裝置,包括大視場低倍顯微系統;分光棱鏡包括兩個斜面相貼合的直角棱鏡一和直角棱鏡二;
3、大視場低倍顯微系統包括白光光源、透鏡、分光鏡、物鏡、管鏡、ccd,用于檢測分光棱鏡的光程差;白光光源發出的白光經過透鏡、并經分光鏡反射后匯聚,再經物鏡以平行光出射,并經直角棱鏡一的第二直角面進入分光棱鏡,一束平行光經分光棱鏡斜面反射至直角棱鏡一的第一直角面,經直角棱鏡一的第一直角面反射形成第一反射光束;進入分光棱鏡后的另一束平行光透過分光棱鏡斜面后,經直角棱鏡二的第一直角面反射形成第二反射光束,第一反射光束、第二反射光束經過經分光棱鏡、物鏡、分光鏡、管鏡匯聚到ccd上。
4、上述的分光棱鏡等光程檢測裝置,還包括自準直儀;自準直儀設置在分光棱鏡一側,用于檢測直角棱鏡一的第一直角面與直角棱鏡二的第二直角面的平行度。
5、上述的分光棱鏡等光程檢測裝置,還包括與直角棱鏡一的第一直角面接觸的第一參考鏡。
6、上述的分光棱鏡等光程檢測裝置,還包括與直角棱鏡二的第一直角面接觸的第二參考鏡。
7、上述的分光棱鏡等光程檢測裝置,在透鏡與分光鏡之間設置光闌。
8、本專利技術的有益效果:
9、使用該分光棱鏡等光程檢測裝置時,推動直角棱鏡一沿著斜面相對于直角棱鏡二移動;直到在ccd中觀察到干涉條紋;此時,分光棱鏡的光程差即小于900nm。
10、對于白光光源,如果中心波長λ0為600nm,帶寬400~800nm,△λ=400nm,那相干長度lc為900nm左右。因此,當在ccd中觀察到干涉條紋時,分光棱鏡的光程aca和aea之間的差(如果有第一參考鏡和第二參考鏡時)小于相干包lc的長度,或者,分光棱鏡的光程aba和ada之間的差小于相干包lc的長度。此時對兩個直角棱鏡膠合,就保證了分光棱鏡的光程差小于900nm。
11、如果采用了第一參考鏡和第二參考鏡,以第一參考鏡與直角棱鏡一接觸的面作為反射面對光線反射形成第一反射光束,以第二參考鏡與直角棱鏡二接觸的面作為反射面對光線反射形成第二反射光束,出現的干涉條紋亮度更高,方便觀察。
12、如果不采用第一參考鏡和第二參考鏡,直接以直角棱鏡一的第一直角面作為反射面對光線反射形成第一反射光束,以直角棱鏡二的第一反射面作為反射面對光線反射形成第二反射光束,觀察到的干涉條紋亮度較低。
13、當然為了提高準確性,在觀察干涉條紋出現之前,可以采用自準直儀,對測直角棱鏡一的第一直角面與直角棱鏡二的第二直角面的平行度進行檢測調整,使得直角棱鏡一的第一直角面與直角棱鏡二的第二直角面的平行度滿足要求。具體的說,推動直角棱鏡一在斜面內相對于直角棱鏡二擺動,并在自準直儀中觀察反映直角棱鏡一的第一直角面與直角棱鏡二的第二直角面的平行度的兩個十字絲的距離,直到兩個十字絲的距離滿足要求。
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1.一種分光棱鏡等光程檢測裝置,其特征是:包括大視場低倍顯微系統;分光棱鏡包括兩個斜面相貼合的直角棱鏡一和直角棱鏡二;
2.如權利要求1所述的分光棱鏡等光程檢測裝置,其特征是:還包括自準直儀;自準直儀設置在分光棱鏡一側,用于檢測直角棱鏡一的第一直角面與直角棱鏡二的第二直角面的平行度。
3.如權利要求1所述的分光棱鏡等光程檢測裝置,其特征是:還包括與直角棱鏡一的第一直角面接觸的第一參考鏡。
4.如權利要求1所述的分光棱鏡等光程檢測裝置,其特征是:還包括與直角棱鏡二的第一直角面接觸的第二參考鏡。
5.如權利要求1所述的分光棱鏡等光程檢測裝置,其特征是:在透鏡與分光鏡之間設置光闌。
【技術特征摘要】
1.一種分光棱鏡等光程檢測裝置,其特征是:包括大視場低倍顯微系統;分光棱鏡包括兩個斜面相貼合的直角棱鏡一和直角棱鏡二;
2.如權利要求1所述的分光棱鏡等光程檢測裝置,其特征是:還包括自準直儀;自準直儀設置在分光棱鏡一側,用于檢測直角棱鏡一的第一直角面與直角棱鏡二的第二直角面的平行度。
3.如...
【專利技術屬性】
技術研發人員:王堅,趙躍東,
申請(專利權)人:南京東利來光電實業有限責任公司,
類型:新型
國別省市:
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