CN110132167A - 平晶承托装置以及激光干涉检测设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种平晶承托装置以及包含该平晶承托装置的激光干涉检测设备。本发明的平晶承托装置，被设置在具有参考平晶承载装置的激光干涉检测设备上，并且被安装在参考平晶承载装置的正下方，用于承托待测平晶，其特征在于，包括：安装座，用于固定安装；以及承托部，设置在安装座上，用于放置待测平晶，包含承托座以及设置在该承托座上用于承托待测平晶的承托构件，其中，承托构件具有与待测平晶的端面相贴合的软性的承托平面。

Description

平晶承托装置以及激光干涉检测设备
技术领域
本发明属于激光干涉检测设备技术领域，具体涉及一种平晶承托装置以及包含该平晶承托装置的激光干涉检测设备。
背景技术
激光干涉检测设备也称为激光干涉仪，是利用光干涉技术对例如平晶等光学零件的形貌信息进行测量的设备。激光干涉检测设备有水平式测量状态和立式测量状态，水平式测量状态是指参考平晶承载装置和待测平晶承载装置呈水平布置的状态，此时参考平晶和待测平晶均为竖向放置；立式测量状态是指参考平晶承载装置和待测平晶承载装置呈上下布置的状态，此时参考平晶和待测平晶均为水平放置。
当激光干涉检测设备处于立式测量状态时，通过参考平晶的工作面到待测平晶的工作面发生干涉形成的干涉条纹得到待测平晶的工作面的形貌，不仅仅考虑参考平晶的表面形貌，还必须考虑参考平晶因自重而产生的自重变形以及待测平晶因自重而产生的自重变形。
现有技术中，根据放置方式参考平晶和待测平晶在水平放置时的自重变形通常都采用有限元分析方法来确定，但是有限元分析方法存在着数学建模复杂以及边界条件难以测量等困难。参考平晶能使用边缘圆环支撑的方式进行承载，并采用有限元分析方法法来确定其在水平放置时的自重变形。然而，待测平晶不仅种类繁多，而且数量较大，若都使用边缘圆环支撑的方式进行承载并采用有限元分析方法来获得待测平晶的自重变形，难以满足大批量多种类待测平晶的形貌快速测量的需求。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种平晶承托装置以及包含该平晶承托装置的激光干涉检测设备，能够有效地减小被测平晶在水平放置时因自重而产生的自重变形，从而提高激光干涉检测设备测量的精度和工作效率。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
<结构一>
本发明提供了一种平晶承托装置，被设置在具有参考平晶承载装置的激光干涉检测设备上，并且被安装在参考平晶承载装置的正下方，用于承托待测平晶，其特征在于，包括：安装座，用于固定安装；以及承托部，设置在安装座上，用于放置待测平晶，包含承托座以及设置在该承托座上用于承托待测平晶的承托构件，其中，承托构件具有与待测平晶的端面相贴合的软性的承托平面。
本发明提供的平晶承托装置，还可以具有这样的特征：其中，承托构件为扁平状的气囊垫，该气囊垫具有相互平行的第一端面和第二端面，第一端面用于作为承托平面，第二端面用于与承托座相贴合。
本发明提供的平晶承托装置，还可以具有这样的特征：其中，其中，气囊垫为橡胶气囊垫。
本发明提供的平晶承托装置，还可以具有这样的特征：其中，其中，承托构件为纺织面料。
本发明提供的平晶承托装置，还可以具有这样的特征：其中，其中，纺织面料的厚度为0.5-3mm。
本发明提供的平晶承托装置，还可以具有这样的特征：其中，其中，承托座的上端部具有与承托构件的形状相匹配的承托凸台。
本发明提供的平晶承托装置，还可以具有这样的特征：其中，其中，承托部还包含与承托凸台的形状相匹配的压紧环套，用于把承托构件压紧在承托座上，压紧环套内边缘的上部设置有与待测平晶的形状相匹配的环状突起。
本发明提供的平晶承托装置，还可以具有这样的特征：其中，还包括：至少一个分别具有不同高度的支撑构件，其中，支撑构件设置在承托座和安装座之间，并且支撑构件的两端分别与承托座和安装座相连接。
本发明提供的平晶承托装置，还可以具有这样的特征：其中，其中，安装座的底部设置有多个支垫，该多个支垫设置在安装座底部的周边区域上。
<结构二>
本发明还提供了一种激光干涉检测设备，其特征在于，包括：机座；参考平晶承载装置，设置在机座的上方，用于承载参考平晶；以及待测平晶承托装置，设置在机座上并且位于参考平晶承载装置的正下方，用于承托待测平晶，其中，平晶承托装置为<结构一>的平晶承托装置。
发明作用与效果
根据本发明所涉及的平晶承托装置以及包含该平晶承托装置的激光干涉检测设备，因为承托部中的承托构件具有与待测平晶的端面相贴合的软性的承托平面，所以，本发明中的平晶承托装置能够使得待测平晶在水平放置时因自重而产生的自重变形最小，避免了待测平晶在水平放置时产生的自重变形，从而提高激光干涉检测设备测量的精度和工作效率。
附图说明
图1是本发明的实施例中激光干涉检测设备的立体结构示意图；
图2是本发明的实施例中平晶承托装置的立体结构示意图；
图3是本发明的实施例中平晶承托装置的分解安装示意图；以及
图4是本发明的实施例中的激光干涉检测设备和使用常规待测平晶承载装置的水平式激光干涉检测设备的测量结果残差图。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
图1是本发明的实施例中激光干涉检测设备的立体结构示意图。
如图1所示，本实施例中的激光干涉检测设备100为立式激光干涉检测设备，包括设备主体10、参考平晶承载装置20以及平晶承托装置30。
如图1所示，设备主体10包含机座11以及设置在该机座11上的激光器、空间滤波器、分光镜、准直透镜、移相器、聚光镜、CCD探测器以及计算机。
如图1所示，参考平晶承载装置20设置在设备主体10上并且位于准直透镜的正下方，用于承载参考平晶。
图2是本发明的实施例中平晶承托装置的立体结构示意图；图3是本发明的实施例中平晶承托装置的分解安装示意图。
如图1至图3所示，平晶承托装置30设置在设备主体10上并且位于参考平晶承载装置20的正下方的预定间隔处，用于放置待测平晶200。平晶承托装置30包含安装座31、支撑构件32以及承托部33。
如图2和图3所示，安装座31用于固定安装，为由金属材料制成的四方形平板。安装座31的底部设置有四个支垫311，安装座31的周边区域上设置有四个支垫紧固用安装孔31a，四个支垫紧固件(图中未示出)分别穿过四个支垫紧固用安装孔31a进入安装座31内，并与四个支垫311紧固连接，从而将四个支垫安装在安装座31底部的周边区域上。在本实施例中，支垫紧固件为紧固螺栓。
如图2和图3所示，支撑构件32设置在安装座31上，用于支撑承托部33并使支撑部33位于参考平晶承载装置20下方的预定间隔的位置处。在本实施例中，支撑构件32为金属材料制成的圆筒，该圆筒呈竖向设置，其下端与安装座31相连接。支撑构件32的周边区域上设置有六个支撑紧固用安装孔32a，六个支撑紧固件(图中未示出)分别穿过六个支撑紧固用安装孔32a进入支撑构件32内，并与安装座31紧固连接，从而将支撑构件32安装在安装座32的上表面上。在本实施例中，支撑紧固件为紧固螺栓。
如图2和图3所示，承托部33设置在作为支撑构件32的上端，用于承托待测平晶200。承托部33包含承托座331、承托构件332以及压紧环套333。
承托座331的下端与支撑构件32的上端相嵌合，承托座331的上端部具有承托凸台331a。承托凸台331a具有与承托构件332的形状相匹配的形状。
承托构件332设置在承托座331的承托凸台331a上，用于承托待测平晶200。承托构件332为与待测平晶200的形状相匹配的扁平状的中空的气囊垫，该气囊垫具有相互平行的第一端面332a(即上端面)和第二端面(即图中未示出的下端面)。气囊垫的内部充有适量的气体，从而使得第一端面332a形成软性的承托平面，该承托平面用于与待测平晶200的下端面(非工作面)完全贴合。第二端面用于与承托凸台331a的上端面相贴合。在本实施例中，气囊垫由橡胶材料制成，高度为3-5mm。
压紧环套333用于把承托构件332压紧在承托凸台331a上，具有与承托凸台331a的形状相匹配的形状。压紧环套333内边缘的上部设置有与待测平晶200的形状相匹配的环状突起333a。
图4是本发明的实施例中的激光干涉检测设备和使用常规待测平晶承载装置的水平式激光干涉检测设备的测量结果残差图。
如图4所示，图(a)是本实施例中的激光干涉检测设备100的测量结果，PV值为55.7767nm，RMS值为9.2971nm；图(b)是使用常规待测平晶承载装置的水平式激光干涉检测设备的测量结果，通常认为是不包含自重的测量结果，PV值为45.3084nm，RMS值为6.0612nm；图(c)是有限元分析的结果，PV值为6.13。由此可以看出，尽管本实施例中的激光干涉检测设备100测量的PV值比使用常规待测平晶承载装置的水平式激光干涉检测设备测量的PV值稍高，但是，本实施例中的激光干涉检测设备100和使用常规待测平晶承载装置的水平式激光干涉检测设备的PV值都与有限元分析的结果接近，本实施例的平晶承托装置有效地避免待测平晶在水平放置时因自重而产生的自重变形。
实施例作用与效果
根据本实施例所涉及的平晶承托装置以及包含该平晶承托装置的激光干涉检测设备，因为承托部中的承托构件具有与待测平晶的端面相贴合的软性的承托平面，所以，本实施例中的平晶承托装置能够使得待测平晶在水平放置时因自重而产生的自重变形最小，避免了待测平晶在水平放置时产生的自重变形，从而提高激光干涉检测设备测量的精度和工作效率。
另外，因为承托部还包含压紧环套，该压紧环套内边缘的上部设置有环状突起，所以，能够对承托构件进行压紧固定，使得承托构件的承托平面始终处于预定状态，进一步提高了测量的精度。
上述实施方式为本发明的优选案例，并不用来限制本发明的保护范围。
例如，在上述实施例中，承托构件332为内部充有适量气体的气囊垫，气囊垫的上端面形成有软性的承托平面。但是，在本发明中，承托构件332也可以为厚度0.5-3mm的纺织面料或者其他软性的平板状材料，只要能够形成有软性的承托平面即可。与气囊垫相比，纺织面料或者其他软性的平板状材料容易制造，成本较低。
另外，在上述实施例中，支撑构件32只有一个。作为本发明的激光干涉检测设备，含有的支撑构件32的数量也可以为两个以上，这两个以上的支撑构件32分别具有不同的高度。根据不同的待测平晶对应的不同测量光路长度的需要，选择不同高度的支撑构件32来调节承托部33的高度，从而实现待测平晶与参考平晶之间的测量光路的不同长度。

Claims (10)

1.一种平晶承托装置，被设置在具有参考平晶承载装置的激光干涉检测设备上，并且被安装在所述参考平晶承载装置的正下方，用于承托待测平晶，其特征在于，包括：
安装座，用于固定安装；以及
承托部，设置在所述安装座上，用于放置所述待测平晶，包含承托座以及设置在该承托座上用于承托所述待测平晶的承托构件，
其中，所述承托构件具有与所述待测平晶的端面相贴合的软性的承托平面。
2.根据权利要求1所述的平晶承托装置，其特征在于：
其中，所述承托构件为扁平状的气囊垫，该气囊垫具有相互平行的第一端面和第二端面，
所述第一端面用于作为所述承托平面，
所述第二端面用于与承托座相贴合。
3.根据权利要求2所述的平晶承托装置，其特征在于：
其中，所述气囊垫为橡胶气囊垫。
4.根据权利要求1所述的平晶承托装置，其特征在于：
其中，所述承托构件为纺织面料。
5.根据权利要求4所述的平晶承托装置，其特征在于：
其中，所述纺织面料的厚度为0.5-3mm。
6.根据权利要求1所述的平晶承托装置，其特征在于：
其中，所述承托座的上端部具有与所述承托构件的形状相匹配的承托凸台。
7.根据权利要求6所述的平晶承托装置，其特征在于：
其中，所述承托部还包含与所述承托凸台的形状相匹配的压紧环套，用于把所述承托构件压紧在所述承托座上，
所述压紧环套内边缘的上部设置有与所述待测平晶的形状相匹配的环状突起。
8.根据权利要求1所述的平晶承托装置，其特征在于，还包括：
至少一个分别具有不同高度的支撑构件，
其中，所述支撑构件设置在所述承托座和所述安装座之间，并且所述支撑构件的两端分别与所述承托座和所述安装座相连接。
9.根据权利要求1所述的平晶承托装置，其特征在于：
其中，所述安装座的底部设置有多个支垫，该多个支垫设置在所述安装座底部的周边区域上。
10.一种激光干涉检测设备，其特征在于，包括：
机座；
参考平晶承载装置，设置在所述机座的上方，用于承载参考平晶；以及
待测平晶承托装置，设置在所述机座上并且位于参考平晶承载装置的正下方，用于承托待测平晶，
其中，所述平晶承托装置为权利要求1-9中任意一项所述的平晶承托装置。
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