CN106018421B - 调整平面元件表面与运动平面平行的方法 - Google Patents

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Abstract

一种调整平面元件表面与运动平面平行的方法，该方法基于平面元件反射光的指向调整平面元件表面与运动平面的平行，包括调整水平及竖直方向上的平行两个方面。对于平面元件表面平行于运动平面的情况，平面元件移动后，激光入射到平面元件表面的反射光指向不变；而对于平面元件表面不平行于运动平面的情况，平面元件移动后，探测激光入射到平面元件表面的反射光指向发生变化，移动距离越远，反射光指向偏离越大。该方法简单易行，可有效实现平面元件表面和运动平面的平行。

Description

调整平面元件表面与运动平面平行的方法
技术领域
本发明涉及平面元件装夹，尤其是一种调整平面元件表面与其运动平面平行的方法。
背景技术
在平面元件激光损伤检测或激光加工中，确保待测平面元件表面与运动平面平行非常关键，直接关系到测试结果的准确与否。在损伤检测过程中，若待测平面元件表面与运动平面不平行，平面元件移动后会造成原本对焦清楚的损伤探测系统离焦，从而无法准确识别损伤。在激光加工中，通常加工光束需要聚焦，并且为了达到较高的能量密度，所用汇聚透镜焦距较短、焦深极短，若待测平面元件表面与运动平面不平行，平面元件移动后会造成焦点偏离样品，导致加工失败或产生瑕疵。上述因素对损伤检测或泵浦探测精度影响显著，尤其对于大面积范围内的损伤检测/泵浦探测，需长距离移动的情况下，调整平面元件表面与运行平面的平行显得尤为重要。
发明内容
为了克服在激光损伤检测以及激光加工过程中出现的上述问题，本发明提出了一种调整平面元件表面与运动平面平行的方法。该方法简单易行，可有效实现平面元件表面与运动平面平行。
本发明的技术解决方案如下：
一种调整平面元件表面与运动平面平行的方法，该方法基于平面元件反射光的指向调整平面元件表面与运动平面的平行，包括调整水平以及竖直方向上平面元件表面和运动面的平行两个方面。对于平面元件表面平行于运动平面的情况，平面元件移动后，激光入射到平面元件表面的反射光指向不变；而对于平面元件表面不平行于运动平面的情况，平面元件移动后，探测激光入射到平面元件表面的反射光指向发生变化，移动距离越远，反射光指向偏离越大。
该方法所用仪器包括：He-Ne激光器、二维光学调整镜架、二维步进电机、光束质量分析仪和计算机，其中，平面元件装夹于二维光学调整镜架上，二维光学调整镜架固定于二维步进电机上，He-Ne激光器输出激光，激光入射到平面元件；光束质量分析仪垂直于平面元件的反射光放置，并与计算机相连；所述二维光学调整架通过调节平面元件的偏转和俯仰来改变反射光的指向，所述二维步进电机实现对平面元件水平和垂直方向的移动。
该方法包括如下步骤：
一种调整平面元件表面与运动平面平行的方法，包含调整平面元件水平和运动水平面平行以及平面元件垂直面和运动垂直面平行两个方面，其特点在于该方法包括下列步骤：
①通过二维步进电机水平移动平面元件，使得He-Ne激光器输出的激光入射到平面元件的左端；
②计算机通过光束质量分析仪实时监控平面元件反射光的指向，调整光束质量分析仪的位置，使得反射光指向光束质量分析仪的探测中心；
③通过二维步进电机水平移动平面元件，使得He-Ne激光器输出的激光入射到平面元件的右端；
④计算机通过光束质量分析仪实时监控平面元件反射光的指向，调整二维调整镜架的偏转，使得反射光指向偏转至光束质量分析的探测中心；
⑤重复步骤①~④，直至He-Ne激光器输出的激光在平面元件左右两端的反射光均指向光束质量的探测中心；
⑥通过二维步进电机垂直移动平面元件，使得He-Ne激光器输出的激光入射到平面元件的下端；
⑦计算机通过光束质量分析仪实时监控平面元件反射光的指向，调整光束质量分析仪的位置，使得反射光指向光束质量分析仪的探测中心；
⑧通过二维步进电机垂直移动平面元件，使得He-Ne激光器输出的激光入射到平面元件的上端；
⑨计算机通过光束质量分析仪实时监控平面元件反射光的指向，调整二维调整镜架的俯仰，使得反射光指向俯仰至光束质量分析的探测中心；
⑩重复步骤⑥~⑨，直至He-Ne激光器输出的激光在所述平面元件上下两端的反射光均指向所述光束质量的探测中心。
本发明的技术效果是：
本发明简单易行，调节精度高，可有效实现平面元件表面和运动平面的平行，提高损伤检测或者激光加工精度。
附图说明
图1是调整平面元件表面和运动平面平行的仪器装置示意图。
图2为平面元件表面水平方向和运动平面不平行情况下，激光在平面元件水平移动前后反射光的示意图。
图3为平面元件表面竖直方向和运动面不平行情况下，激光在平面元件竖直移动前后反射光的示意图。
图中标号：11为He-Ne激光器，12为平面元件，13为二维光学调整镜架，14为二维步进电机，15为光束质量分析仪，16为计算机，21为运动平面的水平方向，22为第一水平面，23为第二水平面，24为第一反射光，25为第二反射光，26为第三反射光，31为运动平面的竖直方向，32为第一竖直方向，33为第二竖直方向，34为第一反射光，35为第二反射光，36为第三反射光。
具体实施方式
下面结合实例和附图对本发明作进一步说明，但不应以此限制发明的保护范围。
请参阅图1，图1是调整平面元件表面和运动平面平行的装置示意图。该方法所用仪器包括：He-Ne激光器11、二维光学调整镜架13、二维步进电机14、光束质量分析仪15和计算机16，其中，平面元件12装夹于二维光学调整镜架13上，二维光学调整镜架13固定于二维步进电机14上，He-Ne激光器11输出激光，激光入射到平面元件12；光束质量分析仪15垂直于平面元件12的反射光放置，并与计算机16相连；所述二维光学调整架13通过调节平面元件12的偏转和俯仰来改变反射光的指向，所述二维步进电机14实现对平面元件12水平和垂直方向的移动。
调整平面元件12表面和二维步进电机14的运动平面平行，包括调整平面元件12表面的水平方向和运动平面的水平方向平行，以及平面元件12表面的竖直方向和运动平面的竖直方向平行两步。
请参阅图2，图2是水平方向上平面元件表面和运动平面不平行情况下，激光在平面元件左右两端入射的示意图。图中21为运动平面的水平方向，22为第一水平面，23为第二水平面，24为第一反射光，25为第二反射光，26为第三反射光。本发明关于调整平面元件水平面和运动水平面平行的方法包括下列步骤：
①通过二维步进电机14水平方向移动平面元件12，使得He-Ne激光器11输出的激光入射到平面元件12的左端，此时平面元件12的水平面为第一水平面22，产生的反射光为第一反射光24；
②计算机16通过光束质量分析仪15实时监控第一反射光24的指向，调整光束质量分析仪15的位置，使得第一反射光24指向光束质量分析仪15的探测中心；
③通过二维步进电机14水平方向移动平面元件12，使得激光入射到平面元件12的右端，此时平面元件12的水平面为第二水平面22，产生的反射光为第二反射光25；
④调整二维调整镜架13的偏转，使得反射光的指向偏转至第三反射光26的位置，第三反射光26指向光束质量分析15的探测器中心；
⑤重复①~④，直至激光在平面元件12左右两端的反射光均指向光束质量分析仪15的探测中心，此时平面元件表面水平方向无限接近平行于运动平面的水平向21。
在实现水平方向平面元件表面与运动平面平行的基础上，调整竖直方向平面元件表面和运动平面平行。
请参阅图3，图3是竖直方向平面元件表面和运动平面不平行情况下，平面元件竖直方向移动前后光束入射的示意图。图中31为运动平面的竖直方向，32为第一竖直方向，33为第二竖直方向，34为第一反射光，35为第二反射光，36为第三反射光。本发明关于调整平面元件垂直面和运动垂直面平行的方法包括下列步骤：
①通过二维步进电机14垂直移动平面元件12，使得激光入射到平面元件12的下端，此时平面元件12的垂直面为平面元件的第一垂直面32，产生的反射光为第一反射光34；
②计算机16通过光束质量分析仪15实时监控第一反射光34的指向，调整光束质量分析仪15的位置，使得第一反射光34指向光束质量分析仪15的探测中心；
③通过二维步进电机14竖直方向移动平面元件12，使得激光入射到平面元件12的上端，此时平面元件12的垂直面移动到平面元件第二竖直方向33的位置，产生的反射光为第二反射光35。
④计算机16通过光束质量分析仪16实时监控平面元件12反射光的指向，调整二维调整镜架13的俯仰，使得反射光的指向俯仰至第三反射光36的位置，使得第三反射光36指向光束质量分析15的探测中心。
⑤重复①~④，直至激光在平面元件12上下两端的反射光均指向光束质量分析仪15的探测中心，此时平面元件表面竖直方向无限接近平行于运动平面的竖直方向31。
实验表明，本发明简单易行，可有效实现样品表面和运动平面的平行，提高损伤检测或者泵浦探测精度。
以上实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人了解本发明内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所做的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (1)

1.一种调整平面元件表面与运动平面平行的方法，其特征在于，该方法采用的原理包括：基于平面元件反射光的指向调整平面元件表面与运动平面的平行，包括调整水平方向及竖直方向两个方面；该方法所用仪器包括：He-Ne激光器、二维光学调整镜架、二维步进电机、光束质量分析仪和计算机，其中，平面元件装夹于二维光学调整镜架上，二维光学调整镜架固定于二维步进电机上，He-Ne激光器输出激光，激光入射到平面元件；光束质量分析仪垂直于平面元件的反射光放置，并与计算机相连；所述二维光学调整架通过调节平面元件的方位和俯仰来改变反射光的指向，所述二维步进电机实现对平面元件水平和垂直方向的移动；该方法包括如下步骤：
1)通过二维步进电机水平移动平面元件，使得He-Ne激光器输出的激光入射到平面元件的左端；
2)计算机通过光束质量分析仪实时监控平面元件反射光的指向，调整光束质量分析仪的位置，使得反射光指向光束质量分析仪的探测中心；
3)通过二维步进电机水平移动平面元件，使得He-Ne激光器输出的激光入射到平面元件的右端；
4)计算机通过光束质量分析仪实时监控平面元件反射光的指向，调整二维调整镜架的偏转，使得反射光指向偏转至光束质量分析的探测中心；
5)重复步骤1)~4)，直至He-Ne激光器输出的激光在平面元件左右两端的反射光均指向光束质量的探测中心；
6)通过二维步进电机垂直移动平面元件，使得He-Ne激光器输出的激光入射到平面元件的下端；
7)计算机通过光束质量分析仪实时监控平面元件反射光的指向，调整光束质量分析仪的位置，使得反射光指向光束质量分析仪的探测中心；
8)通过二维步进电机垂直移动平面元件，使得He-Ne激光器输出的激光入射到平面元件的上端；
9)计算机通过光束质量分析仪实时监控平面元件反射光的指向，调整二维调整镜架的俯仰，使得反射光指向俯仰至光束质量分析的探测中心；
10)重复步骤6)~9)，直至He-Ne激光器输出的激光在所述平面元件上下两端的反射光均指向所述光束质量的探测中心。
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