CN104019738B - 无衍射斑干涉仪 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种无衍射斑干涉仪，包括投光部和成像部；所述投光部包括激光器、反射镜、旋转毛玻璃、分光棱镜、分光板以及第一准直镜；所述成像部包括标准镜、样品承载部以及图像传感器；其中，激光器发射出的激光经第一反射镜反射后依次通过旋转毛玻璃、分光棱镜、分光板以及第一准直镜形成平行光射出；平行光经所述标准镜照射所述样品承载部上的待测样品；再经待测样品和标准镜反射后返回并依次通过第一准直镜、分光板以及分光棱镜入射所述图像传感器。本发明中由马达驱动的旋转毛玻璃放置在光源部分，马达与旋转毛玻璃的同轴稳定、震动等因素对成像系统几乎没有影响；本发明简化了结构，降低了成本。

Description

无衍射斑干涉仪
技术领域
本发明涉及干涉仪，具体地，涉及一种无衍射斑干涉仪。
背景技术
激光干涉仪采用时间与空间相干度很高的He-Ne激光器作为光源，其良好的空间相干性会带来一定的副作用：仪器内镜片表面的灰尘、疵病或材料内部的缺陷，均会引起严重的衍射斑，俗称为“牛眼环”。衍射斑叠加在干涉条纹图像上，会给后续的数据处理带来干扰。
经过对现有技术的检索，发现申请号为200910069745.2，发明名称为共路激光干涉仪的发明包括激光器、偏振分光镜、反射镜、衍射光栅、偏振片、凸透镜和光电探测器，在激光器发出光束方向上放置偏振分光镜，偏振分光镜的分光面与激光器发出光束方向成45°在偏振分光镜的分光面方向上的上侧和下侧分别放置反射镜和衍射光栅；在出射光的方向上依次放置偏振片、凸透镜和光电探测器，这三个元件的光轴方向与偏振分光镜的分光面成45°，与激光器发出光束方向成90°。虽然此发明将激光多普勒技术与激光偏振干涉技术相结合，增强光路对外界环境的抗干扰能力，但是仍然会产生衍射斑，影响激光干涉仪的干涉条纹品质，进而降低了激光干涉仪的测量分辨力和精度。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种无衍射斑干涉仪。
根据本发明提供的无衍射斑干涉仪，包括投光部和成像部；
所述投光部包括激光器、第一反射镜、旋转毛玻璃、分光棱镜、分光板以及第一准直镜；所述成像部包括标准镜、样品承载部以及图像传感器；
其中，激光器发射出的激光经第一反射镜反射后依次通过旋转毛玻璃、分光棱镜、分光板以及第一准直镜形成平行光射出；平行光经所述标准镜照射所述样品承载部上的待测样品；再经待测样品和标准镜反射后返回并依次通过第一准直镜、分光板以及分光棱镜入射所述图像传感器。
优选地，还包括马达，所述马达驱动所述旋转毛玻璃旋转。
优选地，还包括C-Lens透镜，所述C-Lens透镜配合所述旋转毛玻璃使依次入射旋转毛玻璃和C-Lens透镜的激光形成面光源并向所述分光棱镜发射球面光。
优选地，还包括发散镜，由所述第一反射镜射出的激光通过所述发散镜入射所述旋转毛玻璃。
优选地，还包括第二准直镜，所述第二准直镜设置在所述图像传感器的输入端的前端。
优选地，所述马达与所述旋转毛玻璃的连接点位于所述旋转毛玻璃的中心。
优选地，所述激光器采用He-Ne激光器。
优选地，所述图像传感器采用CCD图像传感器。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明中整个光路中只有一级成像系统，具有更高的成像MTF，CCD上接收的图像亮度均匀，具有更高的干涉条纹品质；
2、本发明中由马达驱动的旋转毛玻璃放置在光源部分，马达与旋转毛玻璃的同轴稳定、震动等因素对成像系统几乎没有影响；
3、本发明简化了结构，降低了成本。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明中光源部分的结构示意图。
图中：
1 为He-Ne激光器；
2 为第一反射镜；
3 为发散镜；
4 为马达；
5 为旋转毛玻璃；
6 为C-Lens透镜；
7 为分光棱镜；
8 为分光板；
9 为第一准直镜；
10 为标准镜；
11 为样品承载部；
12 为第二反射镜；
13 为对准分划板；
14 为对准CMOS；
15 为第二准直镜；
16 为CCD图像传感器；
17 为显微物镜；
18 为成像镜头。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
在本实施例中，如图1、图2所示，本发明提供的无衍射斑干涉仪，包括投光部和成像部；
所述投光部包括激光器、第一反射镜2、旋转毛玻璃5、分光棱镜7、分光板8以及第一准直镜9；所述成像部包括标准镜10、样品承载部11以及图像传感器；
其中，激光器发射出的激光经第一反射镜2依次通过旋转毛玻璃5、分光棱镜7、分光板8以及第一准直镜9形成平行光射出；平行光经通过所述标准镜10照射所述样品承载部11上的待测样品；由待测样品和标准镜10反射后返回并依次通过第一准直镜9、分光板8以及分光棱镜7入射所述图像传感器。所述激光器采用He-Ne激光器1。所述图像传感器采用CCD图像传感器16。
本发明提供的无衍射斑干涉仪还包括马达4，所述马达4驱动所述旋转毛玻璃旋转5，马达4与所述旋转毛玻璃5的连接点位于所述旋转毛玻璃5的中心。本发明提供的无衍射斑干涉仪还包括C-Lens透镜6，所述C-Lens透镜6配合所述旋转毛玻璃5使依次入射旋转毛玻璃5和C-Lens透镜6的激光形成面光源并向所述分光棱镜7发射球面光。本发明提供的无衍射斑干涉仪还包括发散镜3，由所述第一反射镜2射出的激光通过所述发散镜3入射所述旋转毛玻璃5。本发明提供的无衍射斑干涉仪还包括第二准直镜15，所述第二准直镜15设置在所述图像传感器的输入端的前端。
当使用本发明提供的无衍射斑干涉仪时，首先由He-Ne激光器1输出的激光经第一反射镜2转折后入射发散镜3进行扩束，然后打在由马达4带动的旋转毛玻璃5上。由毛玻璃5与C-Lens透镜6构成的光源系统中形成面光源，该面光源发出的球面光透过分光棱镜7，由分光板8反射后，经第一准直镜9形成平行光。该平行光分别由标准镜10与样品承载部11上的待测样品反射，沿第一准直镜9返回，一部分经光分光板8反射后再由分光棱镜7反射，然后经第二准直镜15再次形成平行光，直接由CCD图像传感器16接收，即在像面位置由CCD图像传感器16接收；另一部分透过分光板8经第二反射镜12反射后通过对准分划板13入射对准CMOS14。
仪器内部光学镜片表面的灰尘、疵病等，均会引起严重的衍射斑。衍射斑叠加在干涉条纹图像上，会给后续的数据处理带来干扰。本发明提供的无衍射斑干涉仪将旋转毛玻璃放置在光源部分与C-Lens透镜形成的面光源来替代传统的点光源，这种方法形成的面光源可降低激光的空间相干性，有效消除灰尘颗粒等引起的衍射斑。与此同时，可直接将CCD图像传感器放置在像面位置来接收干涉条纹，去掉了传统结构中的二级成像系统，简化了结构，降低了成本。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (6)

1.一种无衍射斑干涉仪，其特征在于，包括投光部和成像部；
所述投光部包括激光器、第一反射镜、旋转毛玻璃、分光棱镜、分光板以及第一准直镜；所述成像部包括标准镜、样品承载部以及图像传感器；
其中，激光器发射出的激光经第一反射镜反射后依次通过旋转毛玻璃、分光棱镜、分光板以及第一准直镜形成平行光射出；平行光经所述标准镜照射所述样品承载部上的待测样品；再经待测样品和标准镜反射后返回并依次通过第一准直镜、分光板以及分光棱镜入射所述图像传感器；
还包括马达，所述马达驱动所述旋转毛玻璃旋转；
还包括C-Lens透镜，所述C-Lens透镜配合所述旋转毛玻璃使依次入射旋转毛玻璃和C-Lens透镜的激光形成面光源并向所述分光棱镜发射球面光。
2.根据权利要求1所述的无衍射斑干涉仪，其特征在于，还包括发散镜，由所述第一反射镜射出的激光通过所述发散镜入射所述旋转毛玻璃。
3.根据权利要求1所述的无衍射斑干涉仪，其特征在于，还包括第二准直镜，所述第二准直镜设置在所述图像传感器的输入端的前端。
4.根据权利要求1所述的无衍射斑干涉仪，其特征在于，所述马达与所述旋转毛玻璃的连接点位于所述旋转毛玻璃的中心。
5.根据权利要求1所述的无衍射斑干涉仪，其特征在于，所述激光器采用He-Ne激光器。
6.根据权利要求1所述的无衍射斑干涉仪，其特征在于，所述图像传感器采用CCD图像传感器。
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