CN106247907A - 光栅划刻刀定向角的测量装置及其测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光栅刻划刀定向角的测量装置，包括底座、刀架安装座、刻度盘和光源组件，其中，刀架安装座用于安装具有待检测的刻划刀的刀架，刀架安装座和刻度盘均安装在底座上，并且刻度盘上设置有观测视口，以对刻划刀的位置进行定位，指针用于指示光源组件在刻度盘上的位置，而刻划刀的定向面会反射光源发出的光，测量者通过观测视口观测到发射的光线则可计算出定向角。采用上述装置在测量定位角时，只需要转动光源组件的位置即可实现检测，检测过程简单，检测效率高。本发明还公开了上述光栅刻划刀定向角的测量装置的测量方法。

Description

光栅划刻刀定向角的测量装置及其测量方法

技术领域

本发明涉及衍射光栅技术领域，具体的说，是涉及一种光栅刻划刀定向角的测量装置及其测量方法。

背景技术

运用光栅刻划机制作衍射光栅是研制衍射光栅母板的主要方法之一，该方法是利用光栅刻划刀在光栅基底的铝膜或金膜上挤压成一系列规则槽形且等间距的光栅刻线。光栅刻线的槽形参数是刻划光栅的效率、杂散光强度、鬼线强度等光栅性能指标的重要影响因素之一，然而光栅刻线的槽形是由光栅刻划刀的各参数所决定，因此，光栅刻划刀各参数的精确测量是制作高质量刻划衍射光栅的必要条件之一。

机械方法制作衍射光栅前需要调节的光栅刻划刀参数有定向角、方位角和俯仰角。现有技术中，光栅刻划刀的定向角通过所刻槽形间接测量，进而对定向角进行调整，该方法具体步骤如下：(1)用光栅刻划刀在光栅基底上刻划数条刻线；(2)运用原子力显微镜测量所刻划的光栅槽形，进而得出光栅刻划刀的定向角；(3)然后将所得的定向角与理论的定向角比较；(4)如果(3)中提到的两角度的角度值相等则定向角调整完毕，如果两角度值不相等则重复上述步骤。

现有技术中光栅划刻刀定向角调节时，由于没有直接的测量装置，可能会由于调整量不合适出现反复调整的现象。因此，现有定向角测量技术较为复杂、效率低，尤其对定向角要求高的衍射光栅更为不利。

因此，如何提供一种光栅划刻刀定向角的测量装置，以提高测量的效率，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种光栅划刻刀定向角的测量装置，以提高测量的效率。本发明还提供了上述光栅刻划刀定向角的测量装置的测量方法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种光栅划刻刀定向角的测量装置，其包括：

底座；

安装在所述底座上的刀架安装座，所述刀架安装座用于安装具有待检测刻划刀的刀架；

安装在所述底座上的刻度盘，所述刻度盘的基准位置设置有观测视口，所述观测视口用于定位所述刻划刀的位置；

用于提供光的光源组件；

用于指示所述光源组件在所述刻度盘上位置的指针。

优选地，上述的测量装置中，所述底座包括：

基座；

设置在所述基座上的燕尾槽；

与所述燕尾槽滑动配合的燕尾滑块，所述刀架安装座安装在所述燕尾滑块上。

优选地，上述的测量装置中，所述刀架安装座到所述底座距离可调的设置在所述底座上，所述刀架安装座通过锁紧螺钉固定在所述燕尾滑块上。

优选地，上述的测量装置中，所述刻度盘上固定有至少两个具有观测狭缝的安装板，且所述安装板沿所述刻度盘的高度方向分布，所有的所述安装板的所述观测狭缝形成所述观测视口。

优选地，上述的测量装置中，所有的所述观测狭缝均相对布置，且与所述刻度盘的基准位置相对。

优选地，上述的测量装置中，还包括可转动的安装在所述刻度盘上的摇臂，所述光源组件和所述指针均安装在所述摇臂上，所述摇臂的转动中心与所述刻度盘的圆心重合。

优选地，上述的测量装置中，所述光源组件包括：

固定在所述摇臂端部的光源；

罩设在所述光源上的固定灯罩，所述固定灯罩具有第一透光狭缝；

可转动的罩设在所述固定灯罩外侧的活动灯罩，所述活动灯罩具有与所述第一透光狭缝配合的第二透光狭缝；

所述指针一端指向所述第一透光狭缝，另一端指向所述刻度盘上的刻度。

优选地，上述的测量装置中，所述摇臂上设置有用于固定所述摇臂位置的定位装置。

优选地，上述的测量装置中，所述定位装置包括：

安装在所述摇臂的通孔内的弹性安装座；

安装在所述弹性安装座内的弹性触点，所述弹性触点一端能够与所述刻度盘相抵；

调整螺钉，所述调整螺钉与所述弹性安装座螺纹连接，所述调整螺钉与所述弹性触点之间设置有压簧。

一种光栅划刻刀定向角的测量方法，采用如上述任一项所述的测量装置，其包括步骤：

将安装有待检测的刻划刀的刀架安装在刀架安装座上，并调整所述刀架安装座的位置直至刻划刀的刀刃通过刻度盘的圆心；

测量人员的观测视线位于观测视口的正上方，打开光源，并向刻划刀的定向面对应的方向转动摇摆，当测量人员初次观测到刻划刀的定向面反射的光源发出的光线时，停止转动摇臂；

读取指针所指刻度盘上的刻度值，观测视口与所述指针之间的角度为θ，光栅刻刀的定向角α为：α＝θ/2。

经由上述的技术方案可知，本发明公开了一种光栅刻划刀定向角的测量装置，包括底座、刀架安装座、刻度盘和光源组件，其中，刀架安装座用于安装具有待检测的刻划刀的刀架，刀架安装座和刻度盘均安装在底座上，并且刻度盘上设置有观测视口，以对刻划刀的位置进行定位，指针用于指示光源组件在刻度盘上的位置，而刻划刀的定向面会反射光源发出的光，测量者通过观测视口观测到发射的光线则可计算出定向角。采用上述装置在测量定位角时，只需要转动光源组件的位置即可实现检测，检测过程简单，检测效率高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的光栅刻划刀定向角的测量装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的光栅刻划刀定向角的测量装置的俯视图；

图3为本发明实施例提供的光栅刻划刀定向角的测量装置的定位装置的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的光栅刻划到定向角的测量方法的流程图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种光栅划刻刀定向角的测量装置，以提高测量的效率。本发明的另一核心是提供上述光栅刻划刀定向角的测量装置的测量方法。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-图3所示，本发明公开了一种光栅刻划刀定向角的测量装置，包括底座、刀架安装座103、刻度盘2和光源组件8，其中，刀架安装座103用于安装具有待检测的刻划刀的刀架，刀架安装座103和刻度盘2均安装在底座上，并且刻度盘2上设置有观测视口，以对刻划刀的位置进行定位，指针5用于指示光源组件8在刻度盘2上的位置，而刻划刀的定向面会反射光源发出的光，测量者通过观测视口观测到发射的光线后则可计算出定向角。采用上述装置在测量定位角时，只需要转动光源组件8的位置即可实现检测，检测过程简单，检测效率高。

具体的实施例中，将底座设置为基座101、燕尾槽和燕尾滑块102，其中，燕尾槽设置在基座101上，燕尾滑块102与燕尾槽配合，并且燕尾滑块102能够在燕尾槽内滑动，以改变安装在燕尾滑块102上的刀架安装座103的位置。通过燕尾滑块102的滑动可方便对刀架在刀架安装座103内的安装和拆卸，在检测时需要将刀架与观测视口正对，即刀架正好位于观测视口的正下方。对于燕尾滑块102相对于燕尾槽的固定可通过固定螺钉105进行固定，具体地，通过转动固定螺钉105而使固定螺钉与燕尾滑块102相抵，从而限制燕尾滑块102的位置。

优选地，上述刀架安装座103到底座距离为可调的方式，即刀架安装座103为高度可调的安装在底座上，这种设置方式可实现刀架安装座103上下位置的调节，而燕尾滑块102与燕尾槽的配合可实现前后直线方向的调节。上述设置方式可提高该检测装置的适用范围。具体的，刀架安装座103与底座通过可伸缩的套管连接，为了对刀架安装座103位置的固定，在套管上设置了锁紧螺钉104，当刀架安装座103的高度调节到合适的高度后，通过锁紧螺钉104与套管的抵触实现套管高度的限位，即刀架安装座103与燕尾滑块102的相对固定。对于锁紧螺钉104的个数以及设置位置可根据不同的需要进行设定，且均在保护范围内。

进一步的实施例中，刻度盘2上固定有至少两个安装板，并且每个安装板均具有观测狭缝6，这些安装板沿刻度盘2的高度方向布置，所有的观测狭缝6形成上述的观测视口。具体的，每个安装板上均具有垂直于刻度盘2的刻度面延伸的观测狭缝6，至少两个观测狭缝6可以限定观测者视线的范围，对于安装板之间的距离不易太小，只要能够保证从观测狭缝6正上方向下看能够刚好看到刻划刀即可。

优选地，将安装板的观测狭缝6均相对布置，即相邻安装板的观测狭缝6正对布置，这样设置可避免出现视野过小的问题，而且这些观测狭缝6与刻度盘2的基准位置相对，本申请中的基准位置可为刻度盘2上的零度或者任意刻度。

更进一步的实施例中该测量装置还包括摇臂3，该摇臂3可转动的安装在刻度盘2上，并且光源组件8和指针5均安装在摇臂3上。通过摇臂3相对于刻度盘2的转动，可实现光源位置的改变，以对不同定向角的刻划刀进行检测。该装置的核心在于，通过刻划刀的定向面反射光源组件8的光线给通过观测视口观察的测试者，以确定定向角的大小，这种方式原理简单，且易操作，可提高检测的效率。进一步的，该摇臂3的转动中心与刻度盘2的圆心重合，刻度盘2的圆心处设置有转轴4，而摇臂3的一端可转动的设置在该转轴4上。

具体的，上述的光源组件8包括光源801、固定灯罩802和活动灯罩803，其中，光源801和固定灯罩802均固定在摇臂3上，并且远离摇臂3与刻度盘2相连的一端。固定灯罩802罩设在光源801的外侧，并且固定灯罩803具有第一透光狭缝，而活动灯罩803可转动的罩设在固定灯罩802的外侧，并且活动灯罩803具有第二透光狭缝，在活动灯罩803转动过程中，第一透光狭缝和第二透光狭缝的相对位置会发生变化，以实现对光源801发出的光的调制，即改变能够透过的光源的宽度。具体的，将上述的固定灯罩802和活动灯罩803作染黑处理。光源801为长圆柱形LED灯管。

为了对摇臂3的位置进行固定，以防止测量完成后摇臂3发生移动，而影响测量结果，该测量装置还包括设置在摇臂3上用于固定摇臂3位置的定位装置7。当摇臂3转动到光源801的反射光被检测者观察到后，检测者则通过定位装置7对摇臂3的位置进行固定，然后再读取摇臂3的角度，计算定位角的大小。

在一具体实施例中公开了一种定位装置7的具体结构，包括弹性安装座701、弹性触点704和调整螺钉702，其中，弹性安装座701安装在摇臂3的通孔内，弹性安装座701为一个套筒结构，弹性触点704安装在弹性安装座701内，并且一端能够与刻度盘2相抵，调整螺钉702与弹性安装座701螺纹连接，并且调整螺钉702与弹性触点704之间设置有压簧703。通过调整螺钉702与弹性安装座701的相对位置，即调整压缩弹簧703的压缩量，进而调节弹性触点704与刻度盘2的压力，使弹性触点704与刻度盘2相抵，实现摇臂3与刻度盘2的相对固定。

此外，如图4所示，本申请还公开了一种光栅刻划刀定向角的测量方法，其采用上述实施例中公开的测量装置，具体的包括以下步骤：

步骤S1：将安装有待检测的刻划刀的刀架安装在刀架安装座上，并调整刀架安装座的位置直至刻划刀的刀刃通过刻度盘的圆心。

将刀架安装于刀架安装座上，调整刀架在刀架安装座的左右位置、刀架安装座在燕尾滑块的上下位置，以及燕尾滑块在燕尾滑槽的前后位置使得光栅刻划刀的刀刃通过转轴的尖端，即确定刀架的位置，使刀架的位置与观测视口在刻度盘上的角度重合。

步骤S2：测量人员的观测视线位于观测视口的正上方，打开光源，并向刻划刀的定向面对应的方向转动摇摆，当测量人员初次观测到刻划刀的定向面反射的光源发出的光线时，停止转动摇臂。

测量人员的观测视线位于观测狭缝的正上方，手动旋转带有光源机构的摇臂，往光栅刻划刀的定向面对应的方向转动，经过光源狭缝调制过的光入射到光栅刻划刀的定向面，当观测者初次观测到光栅刻划刀定向面反射的光源发出的光时，停止旋转摇臂。

步骤S3：读取指针所指刻度盘上的刻度值，观测视口与所述指针之间的角度为θ，光栅刻刀的定向角α为：α＝θ/2。

活动灯罩安装于固定灯罩上，通过转动活动灯罩能够调节光源狭缝的宽度，对光源发出的光进行调制，从而提高测量的准确度；观测狭缝用于调制测量人员的观测视线，减小由于观测者视线偏差而引起的测量误差。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种光栅划刻刀定向角的测量装置，其特征在于，包括：

底座；

安装在所述底座上的刀架安装座(103)，所述刀架安装座(103)用于安装具有待检测刻划刀的刀架；

安装在所述底座上的刻度盘(2)，所述刻度盘(2)的基准位置设置有观测视口，所述观测视口用于定位所述刻划刀的位置；

用于提供光的光源组件(8)；

用于指示所述光源组件(8)在所述刻度盘(2)上位置的指针(5)。

2.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述底座包括：

基座(101)；

设置在所述基座(101)上的燕尾槽；

与所述燕尾槽滑动配合的燕尾滑块(102)，所述刀架安装座(103)安装在所述燕尾滑块(102)上。

3.根据权利要求2所述的测量装置，其特征在于，所述刀架安装座(103)到所述底座距离可调的设置在所述底座上，所述刀架安装座(103)通过锁紧螺钉(104)固定在所述燕尾滑块(102)上。

4.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述刻度盘(2)上固定有至少两个具有观测狭缝(6)的安装板，且所述安装板沿所述刻度盘(2)的高度方向分布，所有的所述安装板的所述观测狭缝(6)形成所述观测视口。

5.根据权利要求4所述的测量装置，其特征在于，所有的所述观测狭缝(6)均相对布置，且与所述刻度盘(2)的基准位置相对。

6.根据权利要求1-5任一项所述的测量装置，其特征在于，还包括可转动的安装在所述刻度盘(2)上的摇臂(3)，所述光源组件(8)和所述指针(5)均安装在所述摇臂(3)上，所述摇臂(3)的转动中心与所述刻度盘(2)的圆心重合。

7.根据权利要求6所述的测量装置，其特征在于，所述光源组件(8)包括：

固定在所述摇臂(3)端部的光源(801)；

罩设在所述光源(801)上的固定灯罩(802)，所述固定灯罩(802)具有第一透光狭缝；

可转动的罩设在所述固定灯罩(802)外侧的活动灯罩(803)，所述活动灯罩(803)具有与所述第一透光狭缝配合的第二透光狭缝；

所述指针(5)一端指向所述第一透光狭缝，另一端指向所述刻度盘(2)上的刻度。

8.根据权利要求6所述的测量装置，其特征在于，所述摇臂(3)上设置有用于固定所述摇臂(3)位置的定位装置(7)。

9.根据权利要求8所述的测量装置，其特征在于，所述定位装置(7)包括：

安装在所述摇臂(3)的通孔内的弹性安装座(701)；

安装在所述弹性安装座(701)内的弹性触点(704)，所述弹性触点(704)一端能够与所述刻度盘(2)相抵；

调整螺钉(702)，所述调整螺钉(702)与所述弹性安装座(701)螺纹连接，所述调整螺钉(702)与所述弹性触点(704)之间设置有压簧(703)。

10.一种光栅划刻刀定向角的测量方法，采用如权利要求1-9任一项所述的测量装置，其特征在于，包括步骤：

将安装有待检测的刻划刀的刀架安装在刀架安装座上，并调整所述刀架安装座的位置直至刻划刀的刀刃通过刻度盘的圆心；

测量人员的观测视线位于观测视口的正上方，打开光源，并向刻划刀的定向面对应的方向转动摇摆，当测量人员初次观测到刻划刀的定向面反射的光源发出的光线时，停止转动摇臂；

读取指针所指刻度盘上的刻度值，观测视口与所述指针之间的角度为θ，光栅刻刀的定向角α为：α＝θ/2。