CN106323162B - 一种激光干涉仪的光路调校装置和调校方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种激光干涉仪的光路调校装置，包括测试光路和成像光路，测试光路中激光器S1发出的激光通过空间滤波器Q1，再经过偏振分光棱镜P1转折90度后通过其上方的1/4波片P3，再经过95/5分光镜P2转折90度后通过准直物镜Q2到达平面镜M4；成像光路包括平面镜M4，所平面镜M4位于测试光路中准直物镜Q2水平方向激光入射的另一侧，被反射回的激光沿水平返回，经过95/5分光镜P2转折90度后通过1/4波片P3，再经过所述偏振分光棱镜P1，然后通过反射镜M1和反射镜M2转折经过中继镜Q3，再经过反射镜M3转折到变焦镜头Q4，最终干涉激光成像在CCD相机S2上。

Description

一种激光干涉仪的光路调校装置和调校方法
技术领域
本发明涉及一种激光干涉仪的光路调校装置，还涉及上述调校装置的调校方法，属于光学精密测量领域。
背景技术
激光干涉仪是高精度测量仪器，为达到仪器的技术指标，除了元器件质量保证以外，在装配过程中对光轴的调校也很重要。
发明内容
发明目的：本发明所要解决的技术问题是提供一种激光干涉仪的光路调校装置，该装置使调校后的激光干涉仪输出均匀的平行光，成像清晰。
本发明还要解决的技术问题是提供上述激光干涉仪光路调校装置的调校方法。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：
一种激光干涉仪的光路调校装置，包括测试光路和成像光路，所述测试光路为激光器S1发出的激光通过空间滤波器Q1，再经过偏振分光棱镜P1转折90度后穿过1/4波片P3，再经过95/5分光镜P2转折90度后通过准直物镜Q2到达平面镜M4；
所述成像光路为被平面镜M4反射的激光，平面镜M4位于测试光路中准直物镜Q2水平方向激光入射的另一侧，被反射的激光沿水平返回，穿过准直物镜Q2后经过95/5分光镜P2转折90度，再穿过1/4波片P3、偏振分光棱镜P1，通过反射镜M1和反射镜M2转折后穿过中继镜Q3，再经过反射镜M3转折到变焦镜头Q4，最终到达CCD相机S2上成像；
在平面镜M4反射面的反面水平光路处放置剪切板W1和角锥棱镜W2；在空间滤波器Q1和偏振分光棱镜P1之间的水平轴线上设置小孔光栏F1；在95/5分光镜P2和准直物镜Q2之间的水平轴线上分别设置小孔光栏F5和小孔光栏F6；在95/5分光镜P2和1/4波片P3之间的垂直光路上设置小孔光栏F3；在反射镜M1垂直入射光路后方设置小孔光栏F8；在95/5分光镜P2水平透射光路的后方设置小孔光栏F7；在反射镜M1反射的水平光路后端设置小孔光栏F9；在反射镜M2的上端垂直反射光路上设置小孔光栏F10；在反射镜M3左侧水平反射光路上设置小孔光栏F12。
其中，所述激光器为氦氖激光器。
上述激光干涉仪光路调校装置的调校方法，包括如下步骤：
步骤1，在平面镜M4反射面的反面水平光路处放置剪切板W1和角锥棱镜W2，在空间滤波器Q1和偏振分光棱镜P1之间的水平轴线上设置小孔光栏F1，调整激光器S1和偏振分光棱镜P1，使细光束通过小孔光栏F1后，取走小孔光栏F1；
步骤2，在95/5分光镜P2和准直物镜Q2之间的水平轴线上分别设置小孔光栏F5和小孔光栏F6，调整95/5分光镜P2，使细光束通过分别小孔光栏F5和小孔光栏F6后，取走小孔光栏F5和小孔光栏F6；
步骤3，分别在95/5分光镜P2和1/4波片P3之间的垂直光路上、反射镜M1垂直入射光路后方以及95/5分光镜P2水平透射光路的后方设置小孔光栏F3、小孔光栏F7和小孔光栏F8，调整角锥棱镜W2使细光束返回后通过小孔光栏F3、小孔光栏F7和小孔光栏F8，取走小孔光栏F3；
步骤4，在反射镜M1反射的水平光路后端设置F9，调整反射镜M1，使光通过小孔光栏F9；
步骤5，在反射镜M2的上端垂直反射光路上设置F10，调整反射镜M2，使光通过小孔光栏F10，取走小孔光栏F10；
步骤6，在反射镜M3左侧水平反射光路上设置F12，调整反射镜M3，使光通过小孔光栏F12，取走小孔光栏F12；
步骤7，调整空间滤波器Q1和准直物镜Q2，使光束居中、均匀，转动1/4波片P3调视场亮度到一定值；
步骤8，转动准直物镜Q2，使剪切板条纹小于2条；
步骤9，调整中继镜Q3，使光束居中，均匀；
步骤10，调整变焦镜头Q4，使光束成像在CCD相机S2中间且变倍调焦光斑始终居中。
与现有技术相比，本发明技术方案具有的有益效果是：
本发明装置使调校后的激光干涉仪输出均匀的平行光，变倍调焦相位稳定，成像清晰。
附图说明
图1为本发明激光干涉仪光路调校装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的技术方案作进一步详细说明。
如图1所示，本发明激光干涉仪光路调校装置，包括测试光路和成像光路，测试光路包括激光器S1、位于激光器S1前端的空间滤波器Q1、偏振分光棱镜P1、位于偏振分光棱镜P1上方的1/4波片P3、位于1/4波片P3上方的95/5分光镜P2、以及准直物镜Q2，95/5分光镜P2与入射光线的夹角呈45度设置；激光器S1发出的激光通过空间滤波器Q1，再经过偏振分光棱镜P1转折90度后穿过1/4波片P3，再经过95/5分光镜P2转折90度通过准直物镜Q2到达平面镜M4；
成像光路包括平面镜M4，平面镜M4位于测试光路中准直物镜Q2水平方向激光入射的另一侧，被反射的激光沿水平返回，经过95/5分光镜P2转折90度穿过1/4波片P3，再经过偏振分光棱镜P1，通过反射镜M1和反射镜M2转折后穿过中继镜Q3，再经过反射镜M3转折到变焦镜头Q4，最终到达CCD相机S2上成像；
在平面镜M4反射面的反面水平光路处放置剪切板W1和角锥棱镜W2；在空间滤波器Q1和偏振分光棱镜P1之间的水平轴线上设置小孔光栏F1；在95/5分光镜P2和准直物镜Q2之间的水平轴线上分别设置小孔光栏F5和小孔光栏F6；在95/5分光镜P2和1/4波片P3之间的垂直光路上设置小孔光栏F3；在反射镜M1垂直入射光路后方设置小孔光栏F8；在95/5分光镜P2水平透射光路的后方设置小孔光栏F7；在反射镜M1反射的水平光路后端设置小孔光栏F9；在反射镜M2的上端垂直反射光路上设置小孔光栏F10；在反射镜M3左侧水平反射光路上设置小孔光栏F12。激光器为氦氖激光器。
上述激光干涉仪的光路调校装置的调校方法，包括如下步骤：
步骤1，在平面镜M4反射面的反面水平光路处放置剪切板W1和角锥棱镜W2，在空间滤波器Q1和偏振分光棱镜P1之间的水平轴线上设置小孔光栏F1，调整激光器S1和偏振分光棱镜P1，使细光束通过小孔光栏F1后，取走小孔光栏F1；
步骤2，在95/5分光镜P2和准直物镜Q2之间的水平轴线上分别设置小孔光栏F5和小孔光栏F6，调整95/5分光镜P2，使细光束通过分别小孔光栏F5和小孔光栏F6后，取走小孔光栏F5和小孔光栏F6；
步骤3，分别在95/5分光镜P2和1/4波片P3之间的垂直光路上、反射镜M1垂直入射光路后方以及95/5分光镜P2水平透射光路的后方设置小孔光栏F3、小孔光栏F7和小孔光栏F8，调整角锥棱镜W2使细光束返回后通过小孔光栏F3、小孔光栏F7和小孔光栏F8，取走小孔光栏F3；
步骤4，在反射镜M1反射的水平光路后端设置F9，调整反射镜M1，使光通过小孔光栏F9；
步骤5，在反射镜M2的上端垂直反射光路上设置F10，调整反射镜M2，使光通过小孔光栏F10，取走小孔光栏F10；
步骤6，在反射镜M3左侧水平反射光路上设置F12，调整反射镜M3，使光通过小孔光栏F12，取走小孔光栏F12；
步骤7，调整空间滤波器Q1和准直物镜Q2，使光束居中、均匀，转动1/4波片P3调视场亮度到一定值；
步骤8，转动准直物镜Q2，使剪切板条纹小于2条；
步骤9，调整中继镜Q3，使光束居中，均匀；
步骤10，调整变焦镜头Q4，使光束成像在CCD相机S2中间且变倍调焦光斑始终居中。
激光的直线导向，偏振分光棱镜P1使光轴透射及偏转90°，等高小孔光栏给光轴定位，剪切干涉仪校正输出平行光束的平行性。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举，这些引伸出的变化或变动也处于本发明的保护范围之中。

Claims (3)

1.一种激光干涉仪的光路调校装置，其特征在于：包括测试光路和成像光路，所述测试光路为激光器(S1)发出的激光通过空间滤波器(Q1)，再经过偏振分光棱镜(P1)转折90度后穿过1/4波片(P3)，再经过95/5分光镜(P2)转折90度后通过准直物镜(Q2)到达平面镜(M4)；
所述成像光路为被平面镜(M4)反射的激光，平面镜(M4)位于测试光路中准直物镜(Q2)水平方向激光入射的另一侧，被反射的激光沿水平返回，穿过准直物镜(Q2)后经过95/5分光镜(P2)转折90度，再穿过1/4波片(P3)、偏振分光棱镜(P1)，通过反射镜I(M1)和反射镜II(M2)转折后穿过中继镜(Q3)，再经过反射镜III(M3)转折到变焦镜头(Q4)，最终到达CCD相机(S2)上成像；
在平面镜(M4)反射面的反面水平光路处放置剪切板(W1)和角锥棱镜(W2)；在空间滤波器(Q1)和偏振分光棱镜(P1)之间的水平轴线上设置小孔光阑I(F1)；在95/5分光镜(P2)和准直物镜(Q2)之间的水平轴线上分别设置小孔光阑V(F5)和小孔光阑VI(F6)；在95/5分光镜(P2)和1/4波片(P3)之间的垂直光路上设置小孔光阑III(F3)；在反射镜I(M1)垂直入射光路后方设置小孔光阑VIII(F8)；在95/5分光镜(P2)水平透射光路的后方设置小孔光阑VII(F7)；在反射镜I(M1)反射的水平光路后端设置小孔光阑IX(F9)；在反射镜II(M2)的上端垂直反射光路上设置小孔光阑X(F10)；在反射镜III(M3)左侧水平反射光路上设置小孔光阑XII(F12)。
2.根据权利要求1所述的激光干涉仪的光路调校装置，其特征在于：所述激光器为氦氖激光器。
3.一种权利要求1所述激光干涉仪的光路调校装置的调校方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1，在平面镜(M4)反射面的反面水平光路处放置剪切板(W1)和角锥棱镜(W2)，在空间滤波器(Q1)和偏振分光棱镜(P1)之间的水平轴线上设置小孔光阑I(F1)，调整激光器(S1)和偏振分光棱镜(P1)，使细光束通过小孔光阑I(F1)后，取走小孔光阑I(F1)；
步骤2，在95/5分光镜(P2)和准直物镜(Q2)之间的水平轴线上分别设置小孔光阑V(F5)和小孔光阑VI(F6)，调整95/5分光镜(P2)，使细光束分别通过小孔光阑V(F5)和小孔光阑VI(F6)后，取走小孔光阑V(F5)和小孔光阑VI(F6)；
步骤3，分别在95/5分光镜(P2)和1/4波片(P3)之间的垂直光路上、反射镜I(M1)垂直入射光路后方以及95/5分光镜(P2)水平透射光路的后方设置小孔光阑III(F3)、小孔光阑VII(F7)和小孔光阑VIII(F8)，调整角锥棱镜(W2)使细光束返回后通过小孔光阑III(F3)、小孔光阑VII(F7)和小孔光阑VIII(F8)，取走小孔光阑III(F3)；
步骤4，在反射镜I(M1)反射的水平光路后端设置小孔光阑IX(F9)，调整反射镜I(M1)，使光通过小孔光阑IX(F9)；
步骤5，在反射镜II(M2)的上端垂直反射光路上设置小孔光阑X(F10)，调整反射镜II(M2)，使光通过小孔光阑X(F10)，取走小孔光阑X(F10)；
步骤6，在反射镜III(M3)左侧水平反射光路上设置小孔光阑XII(F12)，调整反射镜III(M3)，使光通过小孔光阑XII(F12)，取走小孔光阑XII(F12)；
步骤7，调整空间滤波器(Q1)和准直物镜(Q2)，使光束居中、均匀，转动1/4波片(P3)调视场亮度到一定值；
步骤8，转动准直物镜(Q2)，使剪切板条纹小于2条；
步骤9，调整中继镜(Q3)，使光束居中，均匀；
步骤10，调整变焦镜头(Q4)，使光束成像在CCD相机(S2)中间且变倍调焦光斑始终居中。
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