CN101799588B - 一种光束对准器及其对准方法 - Google Patents
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Abstract
本发明型公开了一种光束对准器及其对准方法，所述光束对准器由对准器主体、分光棱镜装置、防尘镜和成像装置构成；所述对准器主体内部设置顶端联接口、前端联接口、后端联接口和中间腔体8，顶端联接口、前端联接口、后端联接口通过中间腔体互相连通并且构成三通结构；所述中间腔体内部设置分光棱镜装置；所述顶端联接口设置成像装置7；所述前端联接口设置防尘镜；所述后端联接口联接需对准的仪器；所述后端联接口轴线为对准器主体的基准轴线。本发明在大大缩短已广泛使用的自准直仪等精密光学仪器的装调时间，采用本发明的光束对准器，则装调时间可缩短5-10倍，大大提高了装调的效率。
Description
技术领域：
本发明涉及的是精密测试计量技术领域，具体讲的是一种实现高精度光学仪器光束快速对准的装置及方法。
背景技术：
目前的高精度光学测试仪器如自准直仪及平行光管等，在航天、军事以及工业制造业等部门拥有广泛的应用。为了保证测量效果的准确性，仪器本身的精度起到了决定性的作用。而对于此类光学仪器，由于测试精度的提高往往使得测试视场很小，这就给仪器的装调及使用带来了一定的困难。如何保证光束的方向性，能够准确快速的被探测器所感应成为了装调时的关键所在。这方面往往需要专业的操作人员进行长时间的调试才能基本达到最佳状态，费时费力。
发明型内容：
本发明的目的在于提供一种结构简单实用，操作方便的可实现高精度光学测试仪器光束对准的光束对准器及对准方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：光学测试仪器光束对准的光束对准器，所述光束对准器由对准器主体1、分光棱镜装置3、防尘镜5和成像装置7构成；所述对准器主体1内部设置顶端联接口6、前端联接口4、后端联接口2和中间腔体8，顶端联接口6、前端联接口4、后端联接口2通过中间腔体8互相连通并且构成三通结构；所述中间腔体8内部设置分光棱镜装置3；所述顶端联接口6设置成像装置7；所述前端联接口4设置防尘镜5；所述后端联接口2联接需对准的仪器；所述后端联接口2轴线为对准器主体1的基准轴线；所述分光棱镜装置3由分光棱镜9和固定在其底部的第一反光镜10构成。
所述分光棱镜装置3的镜面与基准轴线垂直；所述成像装置7的面与分光棱镜装置3的镜面垂直，所述成像装置7是对准器目镜或光电探测器。所述防尘镜5与基准轴线垂直。
光束对准器的光束对准方法，按照如下步骤：
(1)将光束对准器安装于需调试的仪器上后锁紧；
(2)打开调试的仪器并调节仪器的出光方向，使仪器的出光方向对准分光棱镜装置3的镜面并射出入射光11，入射光11经分光棱镜装置3分光后分成第一反射光16和透射光12；所述第一反射光16在对准器目镜上成像；所述透射光12经第二反光镜17反射成第二反射光13沿原路返回；第二反射光13经分光棱镜9斜面反射后成为第三反射光14；第三反射光14经分光棱镜9系统的反射镜反射后成为第四反射光15；
(3)调整需调试仪器与第二反光镜17的相对角度，使第一反射光16和第四反射光15在光束对准器的成像装置7上成像重合；
(4)如果第一反射光16和第四反射光15在光束对准器的成像装置7上成像重合，则光束对准成功；
(5)如果第一反射光16和第四反射光15在光束对准器的成像装置7上成像没有重合，则光束对准不成功，返回步骤(3)。
本发明在实际应用中可以大大缩短已广泛使用的自准直仪等精密光学仪器的装调时间。在实验室条件下，专业人员一般需要较长时间完成一台仪器的装调，非专业人士所需时间则更长。而如果采用本发明的光束对准器，则装调时间可缩短510倍，大大提高了装调的效率。
附图说明：
图1是本发明的光束对准器的结构示意图；
图2是本发明的光束对准器的工作原理图。
图中1为对准器主体、2为后端联接口、3为分光棱镜装置、4为前端联接口；5为防尘镜、6为顶端联接口、7为成像装置、8为中间腔体、9为分光棱镜、10为第一反光镜、11为入射光、12为透射光、13为第二反射光、14为第三反射光、15为第四反射光、16为第一反射光、17为第二反光镜。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明型做进一步详细描述：
参见图1、2，光学测试仪器光束对准的光束对准器，所述光束对准器由对准器主体1、分光棱镜装置3、防尘镜5和成像装置7构成；所述对准器主体1内部设置顶端联接口6、前端联接口4、后端联接口2和中间腔体8，顶端联接口6、前端联接口4、后端联接口2通过中间腔体8互相连通并且构成三通结构；所述中间腔体8内部设置分光棱镜装置3；所述顶端联接口6设置成像装置7；所述前端联接口4设置防尘镜5；所述后端联接口2联接需对准的仪器；所述后端联接口2轴线为对准器主体1的基准轴线；所述分光棱镜装置3由分光棱镜9和固定在其底部的第一反光镜10构成。
所述分光棱镜装置3的镜面与基准轴线垂直；所述成像装置7的面与分光棱镜装置3的镜面垂直，所述成像装置7是对准器目镜或光电探测器。所述防尘镜5与基准轴线垂直。
光束对准器的光束对准方法，按照如下步骤：
(1)将光束对准器安装于需调试的仪器上后锁紧；
(2)打开调试的仪器并调节仪器的出光方向，使仪器的出光方向对准分光棱镜装置3的镜面并射出入射光11，入射光11经分光棱镜装置3分光后分成第一反射光16和透射光12；所述第一反射光16在对准器目镜上成像；所述透射光12经第二反光镜17反射成第二反射光13沿原路返回；第二反射光13经分光棱镜9斜面反射后成为第三反射光14；第三反射光14经分光棱镜9系统的反射镜反射后成为第四反射光15；
(3)调整需调试仪器与第二反光镜17的相对角度，使第一反射光16和第四反射光15在光束对准器的成像装置7上成像重合；
(4)如果第一反射光16和第四反射光15在光束对准器的成像装置7上成像重合，则光束对准成功；
(5)如果第一反射光16和第四反射光15在光束对准器的成像装置7上成像没有重合，则光束对准不成功，返回步骤(3)。
光束对准器主要由对准器主体1、分光棱镜装置3、防尘镜5及成像装置7几部分组成。其中，对准器主体1作为对准器的基准与需调试仪器相连。装配时，通过调节分光棱镜装置3与对准器基准的相对位置及角度关系，保证分光棱镜装置3的镜面与基准轴线垂直。
调试仪器时，可分两种情况：1.两束光均来自同一光源，即其中一束为反射光；2.两束光分别来自不同光源。在第一种情况下，在需调试仪器出光方向的任意放置已经校准好的第二反光镜17，使第二反光镜17面与出光方向垂直，则光束在通过光束对准器后分为两路，一路在目镜上成第一个像，另一路照射到第二反光镜17上后延原路返回，并且在成像装置7上成第二个像。这时就可以通过仪器自身的调节系统调整光束的出光方向，当两个像基本重合时，调试结束。在第二种情况下，两束来源不同的光同时照射到对准器上，在成像装置7上分别成两个像，通过调节两束光的相对角度使两个像重合，这时便达到光束对准的目的。
本发明在实际应用中可以大大缩短已广泛使用的自准直仪等精密光学仪器的装调时间。在实验室条件下，专业人员一般需要较长时间完成一台仪器的装调，非专业人士所需时间则更长。而如果采用本发明的光束对准器，则装调时间可缩短5-10倍，大大提高了装调的效率。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定专利保护范围。
Claims (3)
1.光学测试仪器光束对准的光束对准器，其特征在于：所述光束对准器由对准器主体、分光棱镜装置、防尘镜和成像装置构成；所述对准器主体内部设置顶端联接口、前端联接口、后端联接口和中间腔体，顶端联接口、前端联接口、后端联接口通过中间腔体互相连通并且构成三通结构；所述中间腔体内部设置分光棱镜装置；所述顶端联接口设置成像装置；所述前端联接口设置防尘镜；所述后端联接口联接需对准的仪器；所述后端联接口轴线为对准器主体的基准轴线；所述分光棱镜装置由分光棱镜和固定在其底部的第一反光镜构成；所述分光棱镜装置的入光镜面与基准轴线垂直；所述成像装置的面与分光棱镜装置的入光镜面垂直；所述防尘镜与基准轴线垂直；所述仪器的出光方向对准分光棱镜装置的镜面并射出入射光，入射光经分光棱镜装置分光后分成第一反射光和透射光；所述第一反射光在成像装置上成像；所述透射光经第二反光镜反射成第二反射光沿原路返回；第二反射光经分光棱镜斜面反射后成为第三反射光；第三反射光经分光棱镜底部的第一反光镜反射后成为第四反射光。
2.如权利要求1所述光束对准器，其特征在于：所述成像装置是对准器目镜或光电探测器。
3.如权利要求1或2所述光束对准器的光束对准方法，其特征在于，按照如下步骤：
(1)将光束对准器安装于需调试的仪器上后锁紧；在所述防尘镜的前方设置第二反光镜；校准好第二反光镜，使第二反光镜面与出光方向垂直，则光束在通过光束对准器后分为两路，一路在成像装置上成第一个像，另一路照射到第二反光镜上后沿原路返回；
(2)打开需调试的仪器并调节仪器的出光方向，使仪器的出光方向对准分光棱镜装置的镜面并射出入射光，入射光经分光棱镜装置分光后分成第一反射光和透射光；所述第一反射光在成像装置上成像；所述透射光经第二反光镜反射成第二反射光沿原路返回；第二反射光经分光棱镜斜面反射后成为第三反射光；第三反射光经分光棱镜底部的第一反光镜反射后成为第四反射光；
(3)调整需调试仪器与第二反光镜的相对角度，使第一反射光和第四反射光在光束对准器的成像装置上成像重合；
(4)如果第一反射光和第四反射光在光束对准器的成像装置上成像重合，则光束对准成功；
(5)如果第一反射光和第四反射光在光束对准器的成像装置上成像没有重合，则光束对准不成功，返回步骤(3)。
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