CN107576617B - 高刚性微型光电检测的偏振校正轮 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高刚性微型光电检测的偏振校正轮，属于仪器校正领域。偏振校正轮包括偏振轮座、设于偏振轮座上的轮盖、设于偏振轮座底部的电机、设于偏振轮座内的偏振轮、设于偏振轮上的若干沿偏振轮边缘设置的镜室承载孔、设于镜室承载孔中的第一镜片和微型光电传感器，偏振轮座和轮盖上设有光路通孔，微型光电传感器对偏振轮的周向旋转精度进行检测，第一镜子可在镜室承载孔中周向调节。本发明结构紧凑，使用方便，旋转精度更准确，可提高整个偏振分析系统的偏振精度。
Description
技术领域
本发明涉及一种偏振校正轮，尤其是一种用于高刚性微型光电检测的偏振校正轮，属于仪器校正领域。
背景技术
目前，偏振分析器的校正通常是用通用性的有一定转角精度的实验转台，然而，该转台只能装载一个单一镜片，不能承载一定的弯距、不能防止灰尘的侵入，只能在实验实操作，该装置装一个偏振镜片来做临时实验，不能用于偏振产品上。目前，没有精度较高、可承载多镜片、结构轻便、紧凑有一定承载弯矩、可防止灰尘、在开放式环境下工作，直接可安装在偏振校正产品上来实现对偏振分析器的校正的装置。
发明内容
基于上述问题，本发明目的在于提供一种高刚性微型光电检测的偏振校正轮，结构紧凑，使用方便，旋转精度更准确，可提高整个偏振分析系统的偏振精度，本发明的具体方案如下：
一种高刚性微型光电检测的偏振校正轮，包括偏振轮座、设于偏振轮座上的轮盖、设于偏振轮座底部的电机、设于偏振轮座内的偏振轮、设于偏振轮上的若干沿偏振轮边缘设置的镜室承载孔、设于镜室承载孔中的第一镜片和微型光电传感器，偏振轮座和轮盖上设有光路通孔，微型光电传感器对偏振轮的周向旋转精度进行检测，第一镜子可在镜室承载孔中周向调节。
进一步地，偏振轮座上设有基准零位，偏振轮上的每个镜室承载孔360°圆周上均刻有均匀间隔的刻度线，还包括相对零位。
进一步地，第一镜片设于第一镜室上，第一镜室底部开孔，设于镜室承载孔中，第一镜室在镜室承载孔中360°转动，第一镜室上刻有第一镜片的偏振光轴方向刻线。
进一步地，偏振轮上设有7个镜室承载孔，其中任意6个放置第一镜室，且任意两个镜室承载孔为阶梯孔。
进一步地，阶梯孔的大孔周围设有均匀间隔的刻度线，且均设有相对零位，第一镜室设于阶梯孔的小孔中，大孔容纳底部开孔的第二镜室，第二镜室中装有用于变化偏振光的相位的第二镜片，第二镜室上刻有第二镜片的快轴方向刻线。
进一步地，第一镜片是线偏振片镜子LPVISB050，通过第一压圈固定；第二镜片是超消色差四分之一波片镜子SAQWP05M，通过第二压圈固定。
进一步地，所述电机为带驱动器的步进电机。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
采用有7工位的偏振轮来支撑6个不同方位偏振光轴的线偏振片和2个波片，可根据仪器校正要求，更换不同的镜片；采用微型步进电机加驱动器可实现偏振轮转角精度到0.056度；采用微型光电传感器实现偏振轮上每个工位的旋转精度到0.1度以内。微型步进电机和微型光电传感器闭环控制，整体结构紧凑、体积小、价格低，重量轻。支撑此系统的偏振轮座和偏振轮盖后端可装载分析器等设备，可支撑3856N•mm力矩的设备，轮座和偏振轮盖产生的变形为0.2μm，可用于偏振光学实验或测量波段的标准偏振信号对仪器进行校正，通过本发明可提高整个偏振分析系统的偏振精度，对偏振分析器的加工和装配误差要求相对放松，减少加工和装配的难度及成本。
附图说明
图1是本发明的偏振校正轮的结构示意图；
图2是图1中A-A面的剖视图；
图3是A-A剖视图中的B-B面剖视图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本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对本发明一部分实例，而不是全部的实例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付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1-3所示，本实施例的高刚性微型光电检测的偏振校正轮，包括偏振轮座1、设于偏振轮座上的轮盖2、设于偏振轮座底部的电机4、设于偏振轮座1内的偏振轮3、设于偏振轮3上的7个镜室承载孔、设于其中6个镜室承载孔中的第一镜片6和微型光电传感器10。微型光电传感器10装在偏振轮3旁侧的偏振轮座1上，对偏振轮3的周向旋转精度进行检测，偏振轮3上设有被检铝条，其中一个镜室承载孔可留作空白对照。
偏振轮座1上设有基准零位，偏振轮3上的每个镜室承载孔360°圆周上均刻有均匀的间隔为5°一格的刻度线，且均设有相对零位。第一镜片6可以是线偏振镜片LPVISB050，第一镜片6设于第一镜室5上，可以粘结或其他可拆卸的方式。第一镜室5底部开孔，设于镜室承载孔中，第一镜室5在镜室承载孔中可360°转动，第一镜室5上刻有第一镜片6的偏振光轴方向刻线，第一镜室5上刻线与偏振轮3中镜室上的相对零位刻线夹角，可使镜片偏振光轴与基准零位得到一定的夹角。第一镜片6可通过设于其上的第一压圈7固定，第一镜片6的偏振光轴相对基准零位的角度根据需要可进行周向调节。
6个镜室承载孔中的其中两个为阶梯孔，阶梯孔的大孔周围均刻有间隔为5°一格的刻度线，且均设有相对零位，第一镜室5设于阶梯孔的小孔中，通过大孔周围的刻度线进行校对。大孔容纳底部开孔的第二镜室，第二镜室中装有第二镜片8，可以粘结或其他可拆卸的方式。第二镜片8可以是超消色差四分之一波片镜片SAQWP05M，第二镜室上刻有第二镜片8的快轴方向。第二镜片8用于变化偏振光的相位，其快轴相对基准零位的角度根据需要可进行周向调节，第二镜片8可由设于其上的第二压圈9固定。
偏振轮座1和轮盖2用螺钉在两件法兰结合处联接，整体支撑电机4和偏振轮3等。偏振轮座1和轮盖2设有光路通孔，当偏振轮3上的某一工位转到偏振轮座1的基准零位时，光路从偏振轮座1或轮盖2上的光路通孔进入，透过空位或第一镜片6或第一镜片6和第二镜片8，从轮盖2或偏振轮座1上的光路通孔射出。
轮盖2法兰上的螺孔可安装其它部件，可以是待校正装置，也可以是支撑件或光源，其后端可支撑3856N•mm的力矩，产生的变形为0.2μm，也可以将支撑件或光源设于偏振轮座1上。微型光电传感器10对轮子的周向旋转精度进行检测，可选用欧母龙微型光电传感器。电机4通过胀紧套与偏振轮3过盈配合，电机4可采用微型步进电机。
步进电机4给一个步距角，然后选用驱动器YKD2204M，再进一步细分，可实现要求的转动角度精度要求，同时此电机有制动功能。通过微型光电传感器对偏振轮3的旋转精度进行检测，可保证标准被检物中心到检测光时检出，保证零位的位置精度和重复定位精度。微型步进电机4步距角是1.8度，再加驱动器可细分32，转角精度可达到0.056度；微型光电传感器10对其0位基准进行检测；最终可实现每个镜片的偏振光轴相对于基准零位的位置精度达到0.1度。
使用时，将偏振轮3上每个镜片偏振光轴相对基准零位角度调节好，固定在偏振轮3上后，步进电机4驱动偏振轮3转动，使偏振轮3圆周上的某个镜片进入光路。通过微型光电传感器10检测偏振轮3上的被检铝条，然后通过电控发出脉冲信号开始计算偏振轮3转动角度，作为优选，控制电路通过脉冲信号来控制电机转动。电机步距角度精度达到1.8°，驱动器再对步进电机的步距角1.8°进行32细分，使电控达到0.056度的角度控制精度。偏振轮3转动一定角度后，使需要的镜片进入光路，同时镜片偏振光轴与基准零位夹角保证在要求的角度上，通过步进电机4，驱动器联合电动控制，使偏振轮3的微调达到0.056度的精确角度。最终使偏振校正轮的转动精度达到0.1度的要求。
用于校正时，将带有光源的一部分光路系统通过螺钉紧固在轮盖法兰面上，让光通过轮盖通光孔，然后将偏振分析器装在另一面的轮座法兰面上，光通过轮座和偏振分析器的通光孔。若偏振轮上所装的外来光路装置具有密封性，那么和偏振校正轮整个结构就构成了一个密封系统，可用于开放式环境工作，不用局限于实验室环境才能工作。通过电控系统控制电机转动偏振轮来实现不同工位转换。通过对不同工位时光路产生的结果分析和计算，得出偏振分析器产生的仪器偏振误差。
此装备的结构总重1.85Kg，重量轻，刚性高，体积小。将微型光电传感器用于轮子的周向位置检测，体积相对光栅和编码器小，价格便宜，安装方便可靠。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种高刚性微型光电检测的偏振校正轮，其特征在于：包括偏振轮座、设于偏振轮座上的轮盖、设于偏振轮座底部的电机、设于偏振轮座内的偏振轮、设于偏振轮上的若干沿偏振轮边缘设置的镜室承载孔、设于镜室承载孔中的第一镜片和微型光电传感器，偏振轮座和轮盖上设有光路通孔，微型光电传感器对偏振轮的周向旋转精度进行检测，第一镜片可在镜室承载孔中周向调节。
2.根据权利要求1所述的高刚性微型光电检测的偏振校正轮，其特征在于：偏振轮座上设有基准零位，偏振轮上的每个镜室承载孔360°圆周上均刻有均匀间隔的刻度线，还包括相对零位。
3.根据权利要求2所述的高刚性微型光电检测的偏振校正轮，其特征在于：第一镜片设于第一镜室上，第一镜室底部开孔，设于镜室承载孔中，第一镜室在镜室承载孔中360°转动，第一镜室上刻有第一镜片的偏振光轴方向刻线。
4.根据权利要求1所述的高刚性微型光电检测的偏振校正轮，其特征在于：偏振轮上设有7个镜室承载孔，其中任意6个放置第一镜室，且任意两个镜室承载孔为阶梯孔。
5.根据权利要求4所述的高刚性微型光电检测的偏振校正轮，其特征在于：阶梯孔的大孔周围设有均匀间隔的刻度线，且均设有相对零位，第一镜室设于阶梯孔的小孔中，大孔容纳底部开孔的第二镜室，第二镜室中装有用于变化偏振光的相位的第二镜片，第二镜室上刻有第二镜片的快轴方向刻线。
6.根据权利要求5所述的高刚性微型光电检测的偏振校正轮，其特征在于：第一镜片是线偏振片镜子，通过第一压圈固定；第二镜片是超消色差四分之一波片镜子，通过第二压圈固定。
7.根据权利要求1-6之一所述的高刚性微型光电检测的偏振校正轮，其特征在于：所述电机为带驱动器的步进电机。
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