CN107817092B - 光源检测系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种光源检测系统包括：光源靶；光源成像分划板，光源成像分划板上形成有第一标尺，第一标尺的中心为第一靶心；第一转像透镜，设置在光源成像分划板和光源靶之间，第一转像透镜的光轴垂直于光源靶的表面，且第一转像透镜的光轴与第一靶心共线；其中，光源成像分划板、第一转像透镜和光源靶之间具有设定距离，光源成像分划板能够透射聚焦于第一标尺的会聚光束，第一转像透镜能够接收经过光源成像分划板透射的光束并能够将第一标尺成像于光源靶上，光源靶能够接收经过光源成像分划板透射且未被第一转像透镜接收的光束。本发明能够简化结构，并降低光束近场远场特性的检测难度。

Description

光源检测系统
技术领域
本发明涉及光学检测设备技术，尤其涉及一种光源检测系统。
背景技术
在光学器件的生产过程中，通常需要检测光学器件所发出光束的近场特性和远场特性，通过了解光束的近场特性和远场特性，能够对于光学器件的装配及调整起到重要的参考作用。
目前，对于光束的近场特性的检测主要包括对于光束在光学器件中的位置分布特性的检测，对于光束的远场特性的检测主要包括对于光束在光学器件中传播角度特性的检测，然而现有的光束近场远场特性检测装置结构复杂，检测操作不便，增加了光束近场远场特性的检测难度。
发明内容
本发明提供一种光源检测系统，以简化结构，并降低光束近场远场特性的检测难度。
本发明提供一种光源检测系统，包括：
光源靶；
光源成像分划板，所述光源成像分划板上形成有第一标尺，所述第一标尺的中心为第一靶心；
第一转像透镜，设置在所述光源成像分划板和光源靶之间，所述第一转像透镜的光轴垂直于所述光源靶的表面，且所述第一转像透镜的光轴与所述第一靶心共线；
其中，所述光源成像分划板、第一转像透镜和光源靶之间具有设定距离，所述光源成像分划板能够透射聚焦于所述第一标尺的会聚光束，所述第一转像透镜能够接收经过所述光源成像分划板透射的光束并能够将所述第一标尺成像于所述光源靶上，所述光源靶能够接收经过所述光源成像分划板透射且未被所述第一转像透镜接收的光束。
基于上述，本发明提供的光源检测系统，在对光源装置所发出的会聚光束进行检测时，可使第一标尺位于光源装置的会聚透镜的焦点处，并使第一转像透镜的光轴与会聚透镜的光轴共直线，此时，会聚光束能够聚焦在第一标尺上，第一转像透镜能够接收经过光源成像分划板透射的光束并能够将第一标尺以及会聚光束的聚焦点的光斑成像于光源靶上，通过观察光源靶，能够观察到第一标尺的成像和光束所形成的光斑的成像，通过读取光束所形成的光斑的成像在第一标尺上的位置与第一标尺的第一靶心的成像之间的距离，从而能够了解光源装置所发出的会聚光束的会聚点与设计位置(会聚透镜的焦点)的偏离距离，即会聚光束的近场特性。另外，由于光源靶能够接收经过光源成像分划板透射且未被第一转像透镜接收的光束，因此，在光源靶上还会出现由未被第一转像透镜接收的光束照射而成的光圈，通过观察光源靶，还能够读取光圈的圆心与光束所形成的光斑的成像的圆心之间的距离并利用公式∠X＝arc tan(L1/L2)计算光源装置所发出的会聚光束与设计位置(会聚透镜的光轴)的偏离角度，即会聚光束的远场特性。其中∠X为会聚光束与设计位置(会聚透镜的光轴)的偏离角度；L1为光圈的圆心与光束所形成的光斑的成像的圆心之间的距离；L2为光源成像分划板和光源靶之间距离。由此，本发明提供的光源检测系统结构简单，且能够方便的获取光源装置所发出的会聚光束的近场特性和远场特性，降低了光束近场远场特性的检测难度。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种光源检测系统的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种光源检测系统的光源成像分划板的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的一种光源检测系统的光源靶的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的一种光源检测系统的光源靶的使用状态示意图；
图5为本发明实施例提供的一种光源调试系统的结构示意图。
附图标记：
100：光源检测系统； 101：光源靶；
102：光源成像分划板； 103：第一标尺；
104：第一转像透镜； 105：第二标尺；
106：第一十字标； 107：第二十字标；
108：第一圆形标； 109：第二圆形标；
200：光源系统； 201：激光器；
202：远望镜系统； 203：二向色镜；
204：荧光轮； 205：中继镜片回路；
206：会聚透镜； 207：第一反射镜；
208：第二反射镜； 209：第三反射镜；
210：第二转像透镜； 211：第三转像透镜；
212：第四转像透镜。
具体实施方式
请参考图1和图2，本发明实施例提供一种光源检测系统100，包括：光源靶101；光源成像分划板102，所述光源成像分划板102上形成有第一标尺103，所述第一标尺103的中心为第一靶心；第一转像透镜104，设置在所述光源成像分划板102和光源靶101之间，所述第一转像透镜104的光轴垂直于所述光源靶101的表面，且所述第一转像透镜104的光轴与所述第一靶心共线；其中，所述光源成像分划板102、第一转像透镜104和光源靶101之间具有设定距离，所述光源成像分划板102能够透射聚焦于所述第一标尺103的会聚光束，所述第一转像透镜104能够接收经过所述光源成像分划板102透射的光束并能够将所述第一标尺103成像于所述光源靶101上，所述光源靶101能够接收经过所述光源成像分划板102透射且未被所述第一转像透镜104接收的光束。
本实施例中，在对光源装置所发出的会聚光束进行检测时，可使第一靶心位于光源装置的会聚透镜的焦点处，并使第一转像透镜104的光轴与会聚透镜的光轴共直线，此时，会聚光束能够聚焦在第一标尺103上，第一转像透镜104能够接收经过光源成像分划板102透射的光束并能够将第一标尺103以及会聚光束的聚焦点的光斑成像于光源靶101上，通过观察光源靶101，能够观察到第一标尺103的成像和光束所形成的光斑的成像，通过读取光束所形成的光斑的成像在第一标尺103上的位置与第一标尺103的第一靶心的成像之间的距离，从而能够了解光源装置所发出的会聚光束的会聚点与设计位置(会聚透镜的焦点)的偏离距离，即会聚光束的近场特性。另外，由于光源靶101能够接收经过光源成像分划板102透射且未被第一转像透镜104接收的光束，因此，在光源靶101上还会出现由未被第一转像透镜104接收的光束照射而成的光圈，通过观察光源靶101，还能够读取光圈的圆心与光束所形成的光斑的成像的圆心之间的距离并利用公式∠X＝arc tan(L1/L2)计算光源装置所发出的会聚光束与设计位置(会聚透镜的光轴)的偏离角度，即会聚光束的远场特性。其中∠X为会聚光束与设计位置(会聚透镜的光轴)的偏离角度；L1为光圈的圆心与光束所形成的光斑的成像的圆心之间的距离；L2为光源成像分划板和光源靶之间距离。由此，本发明提供的光源检测系统结构简单，且能够方便的获取光源装置所发出的会聚光束的近场特性和远场特性，降低了光束近场远场特性的检测难度。
另外，所获得的光源装置所发出的会聚光束与设计位置的偏离距离以及光源装置所发出的会聚光束与设计位置的偏离角度，可以作为光源装置调整的依据，通过对光源装置内的光学器件的调整，可以将光源装置所发出的会聚光束调整到设计位置，即将光圈的圆心与光束所形成的光斑的成像的圆心均调整到与第一靶心重合的位置上。之后通过观察光源靶，还能够通过第一标尺103读取光束所形成的光斑的成像的尺寸，从而获得光斑的尺寸。还可读取光圈的半径，从而利用公式∠Y＝arc tan(R/L2)计算光源装置所发出的会聚光束的发散角度。其中∠Y为光源装置所发出的会聚光束的发散角度；R为光圈的半径；L2为光源成像分划板和光源靶之间距离。
另外，本发明实施例提供的光源检测系统还可用于检测具有不同波长范围的两光束的重合度。在对光源装置所发出的会聚光束进行检测且会聚光束是由具有不同波长范围的第一光束和第二光束组成的光束时，可使第一靶心位于光源装置的会聚透镜的焦平面处，并使第一转像透镜104的光轴与会聚透镜的光轴平行，此时，会聚光束能够聚焦在第一标尺103上，第一转像透镜104能够接收经过光源成像分划板102透射的光束并能够将第一标尺103以及会聚光束的聚焦点的光斑成像于光源靶101上，通过观察光源靶101，能够观察到第一标尺103的成像A、第一光束所形成的光斑的成像B以及第二光束所形成的光斑的成像C的重合度，从而能够了解光源装置所发出的会聚光束的位置信息，即会聚光束的近场特性。另外，由于光源靶101能够接收经过光源成像分划板102透射且未被第一转像透镜104接收的光束，因此，在光源靶101上还会出现由未被第一转像透镜104接收的光束照射而成的光圈，通过观察光源靶101，还能够观察到第一光束所形成的光圈D与第二光束所形成光圈E的重合度，从而能够了解光源装置所发出的会聚光束的角度信息，即会聚光束的远场特性。若第一光束和第二光束所形成的光斑的成像位于第一靶心的成像处，且第一光束和第二光束所形成的光圈重合(请参考图4)，则说明第一光束和第二光束处于重合状态，否则则说明第一光束和第二光束处于非重合状态。因此，通过本发明提供的光源检测系统100能够方便的对光源中具有不同波长范围的光束的重合度进行检测，从而降低了光束的重合度的检测难度，且检测结果能够为光束重合度的调整提供依据，从而利于光束重合度的调整。
请参考图3，本实施例中，优选的，光源靶101上形成有第二标尺105，所述第二标尺105的中心为第二靶心，所述第一转像透镜104的光轴、所述第一靶心和所述第二靶心共线，所述第二标尺105与所述第一标尺103在所述光源靶101上的成像能够重合。由此，在进行测试之前，可使用标准会聚光束会聚在第一标尺103上，第一转像透镜104能够接收经过光源成像分划板102透射的光束并能够将第一标尺103以及标准会聚光束的聚焦点的光斑成像于光源靶101上，同时在光源靶101上还会出现由未被第一转像透镜104接收的光束照射而成的光圈，通过观察光源靶101，能够观察到第一标尺103在光源靶101上的成像、会聚光束所形成的光斑在光源靶101上的成像与第二标尺105的重合度，以及光圈的中心与会聚光束所形成的光斑的成像的重合度，通过调整光源靶101、光源成像分划板102和第一转像透镜104的相对位置，能够使第一标尺103在光源靶101上的成像、会聚光束所形成的光斑在光源靶101上的成像与第二标尺105的重合，并使光圈的中心与会聚光束所形成的光斑的成像重合，从而完成对于光源检测系统100的校正。
本实施例中，优选的，第一标尺103包括第一十字标106，所述第一靶心为所述第一十字标106的中心。由此，便于观察第一标尺103在光源靶101上的成像与会聚光束在第一标尺103上的聚焦点的光斑在光源靶101上的成像的相对位置。
本实施例中，优选的，所述第二标尺105包括第二十字标107，所述第二靶心为所述第二十字标107的中心。由此，便于观察第一标尺103在光源靶101上的成像、会聚光束在第一标尺103上的聚焦点的光斑在光源靶101上的成像以及第二标尺105的相对位置。
本实施例中，优选的，第一标尺103还包括第一圆形标108，所述第一圆形标108的圆心与所述第一十字标106的中心重合。由此，更加便于观察第一标尺103在光源靶101上的成像与会聚光束在第一标尺103上的聚焦点的光斑在光源靶101上的成像的相对位置。
本实施例中，优选的，所述第二标尺105还包括第二圆形标109，所述第二圆形标109的圆心与所述第二十字标107的中心重合。由此更加便于观察第一标尺103在光源靶101上的成像、会聚光束在第一标尺103上的聚焦点的光斑在光源靶101上的成像以及第二标尺105的相对位置。
本实施例中，优选的，光源成像分划板102为板状镜片，所述板状镜片垂直于所述第一转像透镜104的光轴。由于光源成像分划板102为板状镜片，因此，不会改变光束的传播方向，利于提高检测的准确性。
本实施例中，优选的，第一转像透镜104能够将所述第一标尺103成像于所述光源靶101上并形成放大像。由此，便于观察第一标尺103在光源靶101上的成像与会聚光束在第一标尺103上的聚焦点的光斑在光源靶101上的成像的相对位置。
请参考图5，本发明实施例提供一种光源调试系统，包括光源系统200和本发明任意实施例所述的光源检测系统100，所述光源系统200包括：激光器201，用于发射激光光束；远望镜系统202，用于接受所述激光光束，并对所述激光光束进行整形；二向色镜203，用于接收并透射所述整形后的激光光束；荧光轮204，用于接收经过所述二向色镜203透射的所述激光光束并向所述二向色镜203发射荧光光束，所述二向色镜203用于反射所述荧光光束；中继镜片回路205，用于接收经过所述荧光轮204的所述激光光束，并能够对所述激光光束形成多次反射，以使所述激光光束转向270度后再次射向所述二向色镜203；会聚透镜206，用于接收经过所述二向色镜203再次透射的所述激光光束以及由所述二向色镜203反射的所述荧光光束，并使所述激光光束和荧光光束形成所述会聚光束，所述会聚透镜206的光轴与所述第一转像透镜104的光轴平行或共线设置，所述第一靶心位于所述会聚透镜206的焦平面处；其中，依次经过所述远望镜系统202、二向色镜203、荧光轮204、中继镜片回路205和二向色镜203的所述激光光束，与经过所述二向色镜203反射的所述荧光光束均能够射向所述会聚透镜206，并经过所述会聚透镜206射向所述光源成像分划板102。
本实施例中，会聚光束能够聚焦在第一标尺103上，第一转像透镜104能够接收经过光源成像分划板102透射的光束并能够将第一标尺103以及会聚光束的聚焦点的光斑成像于光源靶101上，通过观察光源靶101，能够观察到第一标尺103的成像、激光光束所形成的光斑的成像以及荧光光束所形成的光斑的成像的重合度，从而能够了解光源装置所发出的会聚光束的位置信息。另外，由于光源靶101能够接收经过光源成像分划板102透射且未被第一转像透镜104接收的光束，因此，在光源靶101上还会出现由未被第一转像透镜104接收的光束照射而成的光圈，通过观察光源靶101，还能够观察到激光光束所形成的光圈与荧光光束所形成光圈的重合度，从而能够了解光源装置所发出的会聚光束的角度信息。依据观察光源靶101所显示的光源装置所发出的会聚光束的位置信息和角度信息，可对二向色镜203和中继镜片回路205的角度和位置进行调整，从而使激光光束和荧光光束所形成的光斑的成像位于第一标尺103的成像的中心处，并使激光光束和荧光光束所形成的光圈重合，此时即可使激光光束和荧光光束处于重合状态。由于通过光源检测系统100能够了解到光源装置所发出的会聚光束的位置信息和角度信息，因此依据会聚光束的位置信息和角度信息能够方便、准确的对二向色镜203和中继镜片回路205的角度和位置进行调整，以利于保证会聚光束中激光光束和荧光光束的重合度，从而利于提高光源亮度及均匀性。
本实施例中，优选的，中继镜片回路205包括第一反射镜207、第二反射镜208、第三反射镜209、第二转像透镜210、第三转像透镜211和第四转像透镜212，经过所述荧光轮204的所述激光光束能够依次经过所述第一反射镜207、第二转像透镜210、第二反射镜208、第三转像透镜211、第三反射镜209和第四转像透镜212射向所述二向色镜203，所述第一反射镜207与所述第三反射镜209平行设置，所述第二反射镜208与所述第一反射镜207和第三反射镜209垂直设置。由此，使中继镜片回路205结构简单，还可依据会聚光束的位置信息和角度信息方便、准确对第一反射镜207、第二反射镜208和第三反射镜209的角度进行调整，以利于保证会聚光束中激光光束和荧光光束的重合度。
本实施例中，优选的，光源系统200还包括壳体，所述激光器201、远望镜系统202、荧光轮204、二向色镜203、荧光轮204、中继镜片回路205和会聚透镜206与所述壳体连接，其中，所述二向色镜203、第一反射镜207、第二反射镜208和第三反射镜209通过万向节与所述壳体连接。由此，使二向色镜203、第一反射镜207、第二反射镜208和第三反射镜209的调节更为方便。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种光源检测系统，其特征在于，包括：
光源靶；
光源成像分划板，所述光源成像分划板上形成有第一标尺，所述第一标尺的中心为第一靶心；
第一转像透镜，设置在所述光源成像分划板和光源靶之间，所述第一转像透镜的光轴垂直于所述光源靶的表面，且所述第一转像透镜的光轴与所述第一靶心共线；
其中，所述光源成像分划板、第一转像透镜和光源靶之间具有设定距离，所述光源成像分划板能够透射聚焦于所述第一标尺的会聚光束，所述第一转像透镜能够接收经过所述光源成像分划板透射的光束并能够将所述第一标尺成像于所述光源靶上，所述光源靶能够接收经过所述光源成像分划板透射且未被所述第一转像透镜接收的光束。
2.根据权利要求1所述的光源检测系统，其特征在于，所述光源靶上形成有第二标尺，所述第二标尺的中心为第二靶心，所述第一转像透镜的光轴、所述第一靶心和所述第二靶心共线，所述第二标尺与所述第一标尺在所述光源靶上的成像能够重合。
3.根据权利要求2所述的光源检测系统，其特征在于，所述第一标尺包括第一十字标，所述第一靶心为所述第一十字标的中心。
4.根据权利要求3所述的光源检测系统，其特征在于，所述第二标尺包括第二十字标，所述第二靶心为所述第二十字标的中心。
5.根据权利要求4所述的光源检测系统，其特征在于，所述第一标尺还包括第一圆形标，所述第一圆形标的圆心与所述第一十字标的中心重合。
6.根据权利要求5所述的光源检测系统，其特征在于，所述第二标尺还包括第二圆形标，所述第二圆形标的圆心与所述第二十字标的中心重合。
7.根据权利要求1所述的光源检测系统，其特征在于，所述光源成像分划板为板状镜片，所述板状镜片垂直于所述第一转像透镜的光轴。
8.根据权利要求1-7中任一所述的光源检测系统，其特征在于，所述第一转像透镜能够将所述第一标尺成像于所述光源靶上并形成放大像。
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