CN100580382C - 能够消除系统自身杂散光的哈特曼波前传感器 - Google Patents

能够消除系统自身杂散光的哈特曼波前传感器 Download PDF

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Abstract

一种能够消除系统自身杂散光的哈特曼波前传感器，包括：测量光源系统、光束匹配系统、微透镜阵列和CCD，在测量光源系统的出光口前面放置起偏器；在光束匹配系统和被测件之间放置1/4波片；在微透镜阵列前面放置检偏器，并且检偏器的检偏方向和起偏器的起偏方向相互垂直，测量光源系统出射的光经起偏器后便会成为线偏振光，线偏振光经光束匹配系统后，经1/4波片后成为圆偏振光，再经被测物后返回系统，经1/4波片后圆偏振光便成为线偏振光，此时的偏振方向和由起偏器出射时的偏振方向相互垂直，经光束匹配系统后，经检偏器后，进入微透镜阵列进行测量。本发明减小了由于杂散光引起的质心运算误差，提高了测量精度。

Description

能够消除系统自身杂散光的哈特曼波前传感器
技术领域
本发明涉及一种用于检测光波面的波前传感器，尤其是一种能够消除系统自身杂散光的哈特曼波前传感器。
背景技术
目前，哈特曼波前传感器在工作时，测量光源系统发出的光经匹配系统，经被测件后返回系统内；再经缩束系统、微透镜阵列后，照射在CCD上。但是由于测量光路中存在多个镜片，由多个镜面反射的杂散光就会进入微透镜阵列，造成了较大的测量误差，特别是在被测件没有镀膜的情况下，此时被测光束和杂散光的强度在同一数量级。
发明内容
本发明的技术解决问题：为了克服现有哈特曼波前传感器中存在较强杂散光的不足，提供一种能够消除系统自身杂散光的哈特曼波前传感器，它能构利用简单元件达到消除暗背景的目的，同时提高了质心测量精度和复原精度。
本发明的技术解决方案：包括：测量光源系统、光束匹配系统、微透镜阵列和CCD，其特点在于：在测量光源系统的出光口前面放置起偏器，在光束匹配系统和被测件之间放置
Figure C20071011805300031
波片，在微透镜阵列前面放置检偏器；并且检偏器的检偏方向和起偏器的起偏方向相互垂直。这样测量光源系统出射的光经起偏器后便会成为线偏振光，线偏振光经光束匹配系统后，经
Figure C20071011805300032
波片后成为圆偏振光；再经被测物后返回系统，经
Figure C20071011805300041
波片后圆偏振光便成为线偏振光，但此时的偏振方向和由起偏器出射时的偏振方向相互垂直；经光束匹配系统后，经检偏器后，进入微透镜阵列进行测量。由于系统存在的多为线偏振光，所以本发明能很好地去除了杂散光对质心测量的影响。
本发明与现有技术相比的优点在于：本发明利用简单的原器件，如起偏器、检偏器等可以明显避免杂散光进入微透镜阵列之内，从而提高了质心的测量精度和波面的复原精度。
附图说明
图1为本发明中所述哈特曼波前传感器的内部结构图；
图2为本发明中所述的哈特曼波前传感器去除杂散光的原理图。
图中：1、起偏器，2、
Figure C20071011805300042
波片，3、检偏器，4、测量光源系统，5、光束匹配系统，6、分光镜，7、微透镜阵列，8、CCD。
具体实施方式
如图1所示，测量光源系统4发出的光经过起偏器1后，经分光镜6、光束匹配系统5、波片2后从系统内出射。在工作时，由系统出射的光束会经被测件表面后，返回系统内部，再经过缩束系统、
Figure C20071011805300044
波片2、分光镜7后，照射到微透镜阵列7上，最终成像在CCD 8上。其中波片对应的中心波长与测量光源系统发出的光相对应，检偏器的检偏方向和起偏器的起偏方向相互垂直。
图2是运用本发明消除杂散光的原理图。先由测量光源系统4出射的光经过起偏器1后成为线偏振光(图中的虚线表示偏振方向)，偏振方向由起偏器1的起偏方向决定，这样就保证了照射到微透镜阵列7上的光束都为线偏光；按照图1中所述的工作原理图，线偏振光会经过
Figure C20071011805300051
波片2后成为圆偏振光(如图中椭圆所示)，圆偏振光的旋光方向由晶体的性质决定，圆偏振光经被测件后返回系统内，再经过一次
Figure C20071011805300052
波片2后成为线偏振光(如图中的黑点所示)；但此时的偏振方向与经过起偏器1的偏振方向相互垂直，正好可以经过检偏器3，检偏器3的检偏方向和起偏器1的起偏方向正好垂直。其中杂散光多由光束匹配系统5引起，此时的杂散光由于没经过
Figure C20071011805300053
波片2，偏振方向和检偏器3的检偏方向垂直，不能进入微透镜阵列7，从而大大减小了杂散光对质心运算的影响。

Claims (2)

1、一种能够消除系统自身杂散光的哈特曼波前传感器，包括：测量光源系统、光束匹配系统、微透镜阵列和CCD，其特征在于：在测量光源系统的出光口前面放置起偏器；在光束匹配系统和被测件之间放置
Figure C2007101180530002C1
波片；在微透镜阵列前面放置检偏器，并且检偏器的检偏方向和起偏器的起偏方向相互垂直，测量光源系统出射的光经起偏器后便会成为线偏振光，线偏振光经光束匹配系统后，经波片后成为圆偏振光，再经被测物后返回系统，经
Figure C2007101180530002C3
波片后圆偏振光便成为线偏振光，此时的偏振方向和由起偏器出射时的偏振方向相互垂直，经光束匹配系统、检偏器后，进入微透镜阵列，最终成像在CCD上。
2、根据权利要求1所述的能够消除系统自身杂散光的哈特曼波前传感器，其特征在于：所述的
Figure C2007101180530002C4
波片对应的中心波长与测量光源系统发出的光相对应。
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