CN111044263A - 光学件测试装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种光学件测试装置，包括激光发射器，装有折射率匹配液的透光水槽，和图像采集器，其中：激光发射器，用于向光学件发射光束；光学件，被设置在透光水槽内，且浸没于折射率匹配液中；折射率匹配液的折射率与光学件的折射率相同或相近；图像采集器，用于采集光学件光斑和对比光斑；根据光学件光斑和对比光斑，确定光学件的光学性能。本发明公开的技术方案，测试结果具有重复性、客观性，避免了人为因素的影响，且无需根据待测试的光学件的形状或光学特性等专门设计专用的光学系统，具有方便简洁、适用性强的优点。

Description

光学件测试装置
技术领域
本发明涉及光学技术领域，特别涉及光学件测试装置。
背景技术
光学件的胶合、键合是光学系统装配中的重要步骤，其完成质量直接影响光学系统的性能和效果，因此对其质量进行测试十分重要。
现有技术中，对光学件进行测试的方法包括目视检测法和光学传递函数测试法。其中，目视检测法属于人工检测，存在效率低、可靠性差、准确性低、一致性差等问题，光学传递函数测试法属于客观检测，测试结果准确可靠，但投入规模大、成本高，对不同光学件的测试适用性差。
发明内容
本发明实施例提供了一种光学件测试装置。旨在解决现有技术中光学件测试装置适用范围窄，准确性低的问题。为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。
本发明实施例提供了一种光学件测试装置，包括激光发射器，装有折射率匹配液的透光水槽，和图像采集器，其中：
激光发射器，用于向光学件发射光束；
光学件，被设置在透光水槽内，且浸没于折射率匹配液中；
折射率匹配液的折射率与光学件的折射率相同或相近；
图像采集器，用于采集光学件光斑和对比光斑，其中，
光学件光斑，为激光器发射的光束穿过光学件后形成的光斑，
根据光学件光斑，确定光学件的光学性能。
可选的，图像采集器，还用于采集对比光斑，对比光斑，为激光器发射的光束未穿过光学件形成的光斑；
根据光学件光斑和对比光斑，确定光学件的光学性能。
可选的，还包括至少一个分光棱镜和至少一个反射镜，其中，
分光棱镜，用于将激光发射器发射的光束分为第一光束和第二光束，第一光束穿过光学件后形成光学件光斑，第二光束未穿过光学件形成对比光斑；
反射镜，用于反射第一光束或第二光束。
可选的，激光发射器和图像采集器被设置在透光水槽内，且浸没于折射率匹配液中。
可选的，还包括位移台，其中，
激光器包括点激光器，被设置在位移台上，用于向光学件发射窄光束；
位移台，用于固定激光器，并控制激光器移动。
可选的，
激光器包括面激光器，用于向光学元件发射宽光束，宽光束覆盖光学件的部分或全部区域。
可选的，图像采集器包括成像采集系统或干涉采集系统。
可选的，光学性能包括如下一种或多种的组合：
胶合质量，键合质量或光学均匀性。
本发明实施例公开的光学件测试装置，测试结果具有重复性、客观性，避免了人为因素的影响，且无需根据待测试的光学件的形状或光学特性等专门设计专用的光学系统，具有方便简洁、适用性强的优点。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
图1是本发明实施例公开的一种光学件测试装置的示意图；
图2是本发明实施例公开的另一种光学件测试装置的示意图；
图3是本发明实施例公开的另一种光学件测试装置的示意图。
具体实施方式
以下描述和附图充分地示出本发明的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的部件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。本发明的实施方案的范围包括权利要求书的整个范围，以及权利要求书的所有可获得的等同物。在本文中，各实施方案可以被单独地或总地用术语“发明”来表示，这仅仅是为了方便，并且如果事实上公开了超过一个的发明，不是要自动地限制该应用的范围为任何单个发明或发明构思。本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用于将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素。本文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。对于实施例公开的结构、产品等而言，由于其与实施例公开的部分相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
本发明实施例公开了一种光学件测试装置10，如图1所示，包括激光发射器101，装有折射率匹配液102的透光水槽103，和图像采集器104，其中：
激光发射器101，用于向光学件发射光束；
光学件，被设置在透光水槽103内，且浸没于折射率匹配液102中；
折射率匹配液的折射率102与光学件的折射率相同或相近；
图像采集器104，用于采集光学件光斑和对比光斑，其中，
光学件光斑，为激光器101发射的光束穿过光学件后形成的光斑，
对比光斑，为激光器101发射的光束未穿过光学件形成的光斑；
根据光学件光斑和对比光斑，确定光学件的光学性能。
光学件的光学性能可以包括光学件的胶合质量、键合质量等，胶合、键合是光学系统装配中的重要步骤，其完成质量直接影响光学系统的性能和效果，光学性能还可以包括光学均匀性等。
在S101中，激光发射器101可以包括点激光器1011，点激光器1011可以用于向光学件发射窄光束，在一些场景中，窄光束无法覆盖光学件的全部区域，或无法覆盖光学件的全部待测试区域，仅能穿过光学件待测试区域的一部分，并穿过光学件后形成的光学件光斑最终被图像采集器104采集。
为了更加完整的对光学件的光学性能进行测试，可以将点激光器1011设置在位移台1012上，其中，
位移台1012，可以用于固定点激光器1011，并控制点激光器1011移动。进一步的，通过控制点激光器1011进行移动，可以将点激光器1011依次移动到能够使出射的窄光束覆盖光学件的各个待测试位置或待测试区域的位置，从而在图像采集器104中形成完整的待测试区域的光斑。
激光发射器101还可以包括面激光器1013，用于向光学元件发射宽光束，宽光束覆盖光学件的部分或全部区域。
面激光器1013可以发射出质量较好的圆形的测试光斑，也可以发射出其他形状的测试光斑，测试光斑能够覆盖光学件的全部区域或全部待测试区域，特别的，当测试光斑不能够覆盖光学件的全部区域或全部待测试区域时，可以将面激光器1013设置在位移台1012上，这种情况下面激光器1013与位移台1012之间的连接关系，与点激光器1011与位移台1012之间的连接关系相似，此处不再赘述。
透光水槽103可以用于为待测试的光学件和折射率匹配液102提供容器，且能够被光束穿过。特别的，透光水槽103中用于被光束穿过的侧壁的光学性能应完善均匀，对提高测试准确性有积极作用。
光学件测试装置10中，仅需折射率匹配液102与待测试的光学件具有相同或相近的折射率，无需专门为不同的光学件设计光学系统。
图像采集器104可以包括成像采集系统，用于采集光学图像，也可以包括干涉采集系统，用于采集干涉图像。在本发明实施例中，图像采集器104，可以用于采集光学件光斑，其中，激光发射器101发射的光束，穿过待测试的光学件和其他光学器件后形成的光斑为光学件光斑，图像采集器104可以根据光学件光斑，以及理论光斑或仿真光斑，确定光学件的光学性能。其中，理论光斑或仿真光斑，表征光学件的光学性能良好是所应呈现的光斑。
当待测试光学件存在胶合、键合等质量问题时，图像采集器104中采集到的光学件光斑与理论光斑或仿真光斑之间会存在一定差异，通过对比形状、强度、波前等差异情况，可以获得光学件对形成的光斑的影响，根据该影响的大小即可以进一步判断光学件的胶合质量或键合质量等。
可选的，图像采集器104还可以用于采集对比光斑，对比光斑为激光束仅未穿过光学件，但依然穿过了其他光学器件后形成的光斑为对比光斑，即光学件光斑和对比光斑的区别，仅在于光束是否穿过了光学件。
除使用理论光斑或仿真光斑与光学件光斑进行对比测试外，还可以使用对比光斑与光学件光斑进行对比测试，亦能够确定光学件的光学性能是否符合需求。
本发明实施例公开的光学件测试装置10，测试结果具有重复性、客观性，避免了人为因素的影响，且无需根据待测试的光学件的形状或光学特性等专门设计专用的光学系统，具有方便简洁、适用性强的优点。
如图1所示的光学件测试装置10，在对待测试的光学件进行测试时，需要分别采集光学件光斑和对比光斑，一般的，需要采集将光学件放置在透光水槽103内形成的光学件光斑，和光学件未放置在透光水槽103内形成的对比光斑，可选的，光学件测试装置10还可以包括至少一个分光棱镜和至少一个反射镜，示例性的，包括两个分光棱镜和两个反射镜，如图2所示，其中，
分光棱镜，用于将激光发射器101发射的光束分为第一光束和第二光束，第一光束穿过光学件后形成光学件光斑，第二光束未穿过光学件形成对比光斑；
反射镜，用于反射第一光束或第二光束。
分光棱镜和反射镜可以产生相同条件的测试光和参考光，用于比对光学件光斑和对比光斑，提高测量准确度。本领域技术人员在具体实施过程中，还可以根据实际需求，使用其他光学器件进行光路设计，以便精确的获得光学件光斑和对比光斑，本发明对此并不限定。
可选的，在图1或图2所示的光学件测试装置10中，激光发射器101和图像采集器104位于透光水槽103的外部，光束需穿过透光水槽103的侧壁，故透光水槽103的侧壁会影响光斑的形成，因此对透光水槽103的侧壁的光学性能有较高的要求，在一些场景中，为了避免透光水槽103的侧壁因光学性能不能满足要求等原因，影响测量准确性，可以将激光发射器101和图像采集器104设置在透光水槽103内，且浸没在折射率匹配液102中，如图3所示，能够摆脱透光水槽103对光束的影响，进一步提升测试的准确度和精度。
应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的流程及结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (8)

1.一种光学件测试装置，包括激光发射器，装有折射率匹配液的透光水槽，和图像采集器，其中：
所述激光发射器，用于向所述光学件发射光束；
所述光学件，被设置在所述透光水槽内，且浸没于所述折射率匹配液中；
所述折射率匹配液的折射率与所述光学件的折射率相同或相近；
所述图像采集器，用于采集光学件光斑和对比光斑，其中，
所述光学件光斑，为所述激光器发射的光束穿过所述光学件后形成的光斑，
所述对比光斑，为所述激光器发射的光束未穿过所述光学件形成的光斑；
根据所述光学件光斑，确定所述光学件的光学性能。
2.如权利要求1所述的测试装置，其特征在于，
所述图像采集器，还用于采集对比光斑，所述对比光斑，为所述激光器发射的光束未穿过所述光学件形成的光斑；
根据所述光学件光斑和所述对比光斑，确定所述光学件的光学性能。
3.如权利要求1所述的测试装置，其特征在于，还包括至少一个分光棱镜和至少一个反射镜，其中，
所述分光棱镜，用于将所述激光发射器发射的光束分为第一光束和第二光束，所述第一光束穿过所述光学件后形成所述光学件光斑，所述第二光束未穿过所述光学件形成所述对比光斑；
所述反射镜，用于反射所述第一光束或所述第二光束。
4.如权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述激光发射器和所述图像采集器被设置在所述透光水槽内，且浸没于所述折射率匹配液中。
5.如权利要求1所述的测试装置，其特征在于，还包括位移台，其中，
所述激光器包括点激光器，被设置在所述位移台上，用于向所述光学件发射窄光束；
所述位移台，用于固定所述激光器，并控制所述激光器移动。
6.如权利要求1所述的测试装置，其特征在于，
所述激光器包括面激光器，用于向所述光学元件发射宽光束，所述宽光束覆盖所述光学件的部分或全部区域。
7.如权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述图像采集器包括成像采集系统或干涉采集系统。
8.如权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述光学性能包括如下一种或多种的组合：
胶合质量，或键合质量。
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