CN116428987A - 参考镜角度调节装置及干涉仪 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种参考镜角度调节装置及干涉仪，参考镜调节装置包括第一支架、第二支架、万向结构、参考镜和驱动结构，第一支架与第二支架间隔设置，万向结构两端分别连接第一支架和第二支架，用于实现万向摆动，参考镜安装在第二支架上，参考镜的镜面与万向结构的摆动中心点共面，驱动结构安装在第一支架上，连接第二支架，用于带动第二支架相对第一支架万向摆动。干涉仪包括光源、分光元件和参考镜角度调节装置，分光元件用于将光源发出的光线分成反射光和参考光，参考镜用于反射参考光。本申请实施例的参考镜角度调节装置，可以保障参考光光程不变，本申请实施例的干涉仪，参考光的光程不变，可以保障光干涉测量的准确性。

Description

参考镜角度调节装置及干涉仪

技术领域

本申请属于光干涉测量装置领域，更具体地说，是涉及一种参考镜角度调节装置及干涉仪。

背景技术

干涉仪是利用光的干涉原理产生干涉条纹，并根据干涉条纹的明暗变化来推算被测物体高度或距离的一种技术。通常情况下，干涉仪应尽量采用单一波长的相干光源，来保证足够长的相干长度。但在使用单一波长的相干光源进行干涉测量时，免不了会引入额外的散斑噪声，进而影响最终相位信号的解析。因此具有一定波长宽度的相干光源成为了首选，但这同时也使系统的相干长度变短了。干涉仪经过分光元件分光后被分为用于探测样品反射光信号的样品臂光路，和用于形成参考光的参考臂光路。参考臂光路末端通常会有可以调节角度的参考镜。现有的干涉仪中，参考镜绕参考镜侧边转动实现角度调节，会导致参考臂光路的光程发生变化，从而影响测量结果的准确性。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种参考镜角度调节装置及干涉仪，以解决现有技术中存在的参考镜绕参考镜侧边转动实现角度调节，会导致参考臂光路的光程发生变化，从而影响测量结果的准确性的技术问题。

为实现上述目的，本申请采用的技术方案是：提供一种参考镜角度调节装置，包括：

第一支架；

第二支架，与所述第一支架间隔设置；

万向结构，设于所述第一支架和所述第二支架之间，所述万向结构两端分别连接所述第一支架和所述第二支架，用于实现所述第二支架相对所述第一支架万向摆动；

参考镜，安装在所述第二支架上远离所述万向结构一侧，所述参考镜的位置对应所述万向结构设置，所述参考镜的镜面与所述万向结构的摆动中心点共面；

驱动结构，安装在所述第一支架上，所述驱动结构连接所述第二支架，所述驱动结构用于带动所述第二支架相对所述第一支架万向摆动。

在一个实施例中，所述驱动结构包括：

第一驱动组件，安装在所述第一支架上，连接所述第二支架，用于带动所述第二支架绕第一方向转动；

第二驱动组件，安装在所述第二支架上，连接所述第二支架，用于带动所述第二支架绕第二方向转动。

在一个实施例中，所述第一驱动组件包括：

第一推动组件，安装在所述第一支架上，所述第一推动组件的输出端抵接所述第二支架，用于推动所述第二支架绕所述第一方向转动；

第一弹性件，所述第一弹性件两端分别连接所述第一支架和所述第二支架，所述第一弹性件位于所述第一推动组件与所述万向结构之间，所述第一弹性件用于拉紧所述第二支架和所述第一支架。

所述第二驱动组件包括：

第二推动组件，安装在所述第一支架上，所述第二推动组件的输出端抵接所述第二支架，用于推动所述第二支架绕所述第二方向转动；

第二弹性件，所述第二弹性件两端分别连接所述第一支架和所述第二支架，所述第二弹性件位于所述第二推动组件与所述万向结构之间，所述第二弹性件用于拉紧所述第二支架和所述第一支架。

在一个实施例中，所述第二支架上对应所述第一推动组件的输出端位置设置有第一滑槽，所述第一推动组件的输出端伸入所述第一滑槽内，所述第一滑槽的延伸方向与所述第一方向垂直。

所述第二支架上对应所述第二推动组件的输出端位置设置有第二滑槽，所述第二推动组件的输出端伸入所述第二滑槽内，所述第二滑槽的延伸方向与所述第二方向垂直。

在一个实施例中，所述第一滑槽沿深度方向的截面呈V形，所述第一推动组件的输出端呈锥形，所述第一推动组件的输出端抵接所述第一滑槽的底部。

所述第二滑槽沿深度方向的截面呈V形，所述第二推动组件的输出端呈锥形，所述第二推动组件的输出端抵接所述第二滑槽的底部。

在一个实施例中，所述第一支架上设置有第一通孔，所述第一推动组件包括第一推杆电机，所述第一推杆电机的输出轴穿过所述第一通孔抵接所述第二支架。

所述第一支架上设置有第二通孔，所述第二推动组件包括第二推杆电机，所述第二推杆电机的输出轴穿过所述第二通孔抵接所述第二支架。

在一个实施例中，所述万向结构包括球头和球座，所述球头连接在所述球座上。

在一个实施例中，所述球头上设置有凸球面，所述球座上设置有凹球面，所述凸球面贴合所述凹球面，所述凹球面的表面积小于所述凸球面的表面积。

在一个实施例中，所述第一支架包括相连接的支撑板和固定板，所述万向结构和所述驱动结构安装在所述支撑板上，所述固定板上设置有长槽孔。

本申请的另一个目的在于提供一种干涉仪，其包括光源、分光元件和所述参考镜角度调节装置，所述光源位于所述分光元件一侧，所述参考镜设置在所述分光元件一侧，所述分光元件用于将所述光源发出的光线分成反射光和参考光，所述参考镜用于反射所述参考光。

本申请实施例提供的参考镜角度调节装置的有益效果在于：与现有技术相比，本申请实施例的参考镜角度调节装置，在第一支架与第二支架之间设置万向结构，设置驱动结构带动第二支架相对第一支架绕万向结构的摆动中心点万向摆动，进而带动参考镜绕万向结构的摆动中心点万向摆动，参考镜位置对应万向结构，参考镜的镜面与万向结构的摆动中心点共面，参考镜上对应万向结构的摆动中心点的位置的点为参考光入射点，参考镜万向摆动过程中，可以保障参考光光程不变。

本申请实施例提供的干涉仪的有益效果在于：与现有技术相比，本申请实施例的干涉仪，使用了上述参考镜调节装置，参考光入射到参考镜，参考光的光程不变，可以保障光干涉测量的准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的参考镜角度调节装置的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的参考镜角度调节装置的爆炸结构示意图；

图3为本申请实施例提供的参考镜角度调节装置的第一支架和球座的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的参考镜角度调节装置的第二支架和球头的结构示意图。

其中，图中各附图标记：

1、第一支架；11、支撑板；111、第一通孔；112、第二通孔；12、固定板；121、长槽孔；

2、第二支架；21、第一滑槽；22、第二滑槽；

3、万向结构；31、球头；311、凸球面；32、球座；321、凹球面；

4、参考镜；

5、驱动结构；

51、第一驱动组件；511、第一推动组件；512、第一弹性件；

52、第二驱动组件；521、第二推动组件；522、第二弹性件。

具体实施方式

为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请说明书中描述的参考“一个实施例”、“一些实施例”或“实施例”意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。此外，在一个或多个实施例中，可以以任何合适的方式组合特定的特征、结构或特性。

请一并参阅图1及图2，现对本申请实施例提供的参考镜角度调节装置及干涉仪进行说明。参考镜角度调节装置包括第一支架1、第二支架2、万向结构3、参考镜4和驱动结构5，第一支架1与第二支架2间隔设置。万向结构3位于第一支架1与第二支架2之间，万向结构3两端分别连接第一支架1和第二支架2，万向结构3用于实现第二支架2相对第一支架1万向摆动。参考镜4安装在第二支架2上，且位于第二支架2上远离万向结构3的一侧，参考镜4的位置对应万向结构3设置，参考镜4的镜面与万向结构3的摆动中心点共面。参考镜4可以直接粘贴在第二支架2上，也可以通过其他物体间隔连接第二支架2上，例如可以通过压电陶瓷进行连接，用于实现相移。驱动结构5安装在第一支架1上，连接第二支架2，用于带动第二支架2相对第一支架1万向摆动。

本申请实施例的参考镜角度调节装置，在第一支架1和第二支架2之间设置万向结构3，设置驱动结构5带动第二支架2相对第一支架1绕万向结构3的摆动中心点万向摆动，进而带动参考镜4绕万向结构3的摆动中心点万向摆动。参考镜4位置对应万向结构3，参考镜4的镜面与万向结构3的摆动中心点共面，参考镜4上对应万向结构3的摆动中心点的位置的点为参考光入射点，参考镜4万向摆动过程中，可以保障参考光光程不变。

在一个实施例中，参阅图1及图2，驱动结构5包括第一驱动组件51和第二驱动组件52。第一驱动组件51安装在第一支架1上，第一驱动结构5连接第二支架2，第一驱动结构5用于带动第二支架2绕第一方向转动。第二驱动组件52安装在第二支架2上，第二驱动组件52连接第二支架2，第二驱动组件52用于带动第二支架2绕第二方向转动。设置第一驱动组件51带动第二支架2绕第一方向转动，第二驱动组件52带动第二支架2绕第二方向转动，且第一驱动组件51和第二驱动组件52可以同时工作，第二支架2同时绕第一方向和第二方向转动。通过第一驱动组件51和第二驱动组件52带动第二支架2实现万向转动，进而实现参考镜4的万向转动。

在一个实施例中，参阅图1、图2及图3，第一驱动组件51包括第一推动组件511和第一弹性件512。第一推动组件511安装在第一支架1上，第一推动组件511的输出端抵接第二支架2，第一推动组件511用于推动第二支架2绕第一方向转动。第一弹性件512两端分别连接第一支架1和第二支架2，第一弹性件512位于第一推动组件511与万向结构3之间，用于拉紧第一支架1和第二支架2。第一推动组件511推动第二支架2转动，万向结构3连接第一支架1和第二支架2，第二支架2绕第一方向转动，第一弹性件512拉紧第二支架2，保障结构稳定。第一弹性件512设置在第一推动组件511与万向结构3之间，第一推动组件511的输出端回退时，第一弹性件512也能拉紧第二支架2，保障万向结构3与第一支架1、第二支架2连接稳定，保障第一驱动组件51的驱动稳定性。

第二驱动组件52包括第二推动组件521和第二弹性件522。第二推动组件521安装在第一支架1上，第二推动组件521的输出端抵接第二支架2，第二推动组件521用于推动第二支架2绕第二方向转动。第二弹性件522两端分别连接第一支架1和第二支架2，第二弹性件522位于第二推动组件521与万向结构3之间，第二弹性件522用于拉紧第一支架1和第二支架2。第二推动组件521推动第二支架2转动，万向结构3连接第一支架1和第二支架2，第二支架2绕第二方向转动，第二弹性件522拉紧第二支架2，保障结构稳定。第二弹性件522设置在第二推动组件521与凹球面321之间，第二推动组件521的输出端回退时，第二弹性件522也能拉紧第二支架2，保障万向结构3与第一支架1、第二支架2连接稳定，保障第二驱动组件52的驱动稳定性。

在一个实施例中，参阅图1、图2、图3及图4，第二支架2上设置有第一滑槽21，第一滑槽21对应第一推动组件511的输出端位置设置，第一推动组件511的输出端伸入第一滑槽21内，第一滑槽21的延伸方向与第一方向垂直。第一推动组件511工作时，第一推动组件511的输出端在第一滑槽21内滑动，第一滑槽21可以对第一推动组件511的输出端进行限位，避免第一推动组件511的输出端在第二支架2上滑脱，导致第二支架2的角度调节失败。第一推动组件511工作时，第一推动组件511的输出端在第一滑槽21内滑动，设置第一滑槽21的延伸方向与第一方向垂直，保障第一推动组件511推动第二支架2绕第一方向转动。

第二支架2上设置有第二滑槽22，第二滑槽22对应第二推动组件521的输出端位置设置，第二推动组件521的输出端伸入第二滑槽22内，第二滑槽22的延伸方向与第二方向垂直。第二推动组件521工作时，第二推动组件521的输出端在第二滑槽22内滑动，第二滑槽22可以对第二推动组件521的输出端进行限位，避免第二推动组件521的输出端在第二支架2上滑脱，导致第二支架2的角度调节失败。第二推动组件521工作时，第二推动组件521的输出端在第二滑槽22内滑动，设置第二滑槽22的延伸方向与第二方向垂直，保障第二推动组件521推动第二支架2绕第二方向转动。

在一个实施例中，参阅图1、图2、图3及图4，第一滑槽21沿深度方向的截面呈V形，第一推动组件511的输出端呈锥形，第一推动组件511的输出端抵接第一滑槽21的底部。第一推动组件511的输出端抵接第一滑槽21的底部，第一推动组件511的输出端与第一滑槽21为点接触。保障第一推动组件511的输出端稳定滑动在第一滑槽21内。在一定活动范围内，第二推动组件521推动第二支架2时，第一推动组件511的输出端不会抵接第一滑槽21侧壁。不仅可以调节第二支架2的角度，还能保障角度调节过程第二支架2的稳定性。

第二滑槽22沿深度方向的截面呈V形，第二推动组件521的输出端呈锥形，第二推动组件521的输出端抵接第二滑槽22的底部。第二推动组件521的输出端抵接第二滑槽22的底部，第二推动组件521的输出端与第二滑槽22为点接触。保障第二推动组件521的输出端稳定滑动在第二滑槽22内。在一定活动范围内，第一推动组件511推动第二支架2时，第二推动组件521的输出端不会抵接第二滑槽22侧壁。不仅可以调节第二支架2的角度，还能保障角度调节过程第二支架2的稳定性。

在一个实施例中，参阅图1、图2、图3及图4，第一支架1上设置有第一通孔111和第二通孔112。第一推动组件511包括第一推杆电机，第一推杆电机的输出轴穿过第一通孔111抵接第二支架2。第二推动组件521包括第二推杆电机，第二推杆电机的输出轴穿过第二通孔112抵接第二支架2。第一推杆电机的输出轴穿过第一通孔111，第二推杆电机的输出轴穿过第二通孔112，可以节省空间，可以减少支撑板11与第二支架2之间的距离，减少第一弹性件512和第二弹性件522的长度，节省成本，安装简单。

在一个实施例中，参阅图1、图2、图3及图4，第一支架1包括支撑板11和固定板12，支撑板11与固定板12垂直连接，万向结构3和驱动结构5安装在支撑板11上。固定板12连接在支撑板11下端，固定板12上设置有长槽孔121，长槽孔121用于方便安装第一支架1。

第二支架2包括活动板，活动板呈L形，凸球面311设于活动板中部，第一滑槽21和第二滑槽22分别位于活动板的两端。

在一个实施例中，参阅图1、图2、图3及图4，万向结构3包括球头31和球座32，球头31连接球座32。球头31与球座32球铰实现万向摆动功能，保障驱动结构5可以带动第二支架2相对第一支架1绕球头31的球心万向摆动，进而带动参考镜4绕球头31的球心万向摆动。

球头31可以设置第二支架2上，对应球座32设置在第一支架1上，球头31的球心与参考镜4的镜面共面。或者，球头31设置在第一支架1上，对应球座32设置在第二支架2上，球头31的球心与参考镜4的镜面共面。球头31的球心为万向结构3的摆动中心点。

在一个实施例中，参阅图1、图2、图3及图4，球头31上设置有凸球面311，球座32上设置有凹球面321，凸球面311贴合凹球面321。凹球面321的表面积小于凸球面311的表面积。凹球面321与凸球面311转动时，凸球面311的表面积更大，可以保障球头31的摆动余量，可以避免凸球面311的边缘限制球座32，进而导致凹球面321与凸球面311滑脱，凹球面321的表面积小于凸球面311的表面积，可以保障第二支架2转动的稳定性。

在万向结构3与第一推动组件511之间设置第一弹性件512，可以保障凸球面311稳固贴合在凹球面321上。在万向结构3与第二推动组件521之间设置第二弹性件522，可以保障凸球面311稳固贴合在凹球面321上。

本申请的另一个目的在于提供一种干涉仪，干涉仪包括光源、分光元件和参考镜角度调节装置。光源位于分光元件一侧，参考镜4设置在分光元件一侧。分光元件将光源发出的光线分成反射光和参考光，参考镜4用于反射参考光。

本申请实施例的干涉仪，使用了上述参考镜4调节装置，参考光入射到参考镜4，参考光的光程不变，可以保障光干涉测量的准确性。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种参考镜角度调节装置，其特征在于，包括：

第一支架；

第二支架，与所述第一支架间隔设置；

万向结构，设于所述第一支架和所述第二支架之间，所述万向结构两端分别连接所述第一支架和所述第二支架，用于实现所述第二支架相对所述第一支架万向摆动；

参考镜，安装在所述第二支架上远离所述万向结构一侧，所述参考镜的位置对应所述万向结构设置，所述参考镜的镜面与所述万向结构的摆动中心点共面；

驱动结构，安装在所述第一支架上，所述驱动结构连接所述第二支架，所述驱动结构用于带动所述第二支架相对所述第一支架万向摆动。

2.如权利要求1所述的参考镜角度调节装置，其特征在于，所述驱动结构包括：

第一驱动组件，安装在所述第一支架上，所述第一驱动组件连接所述第二支架，所述第一驱动组件用于带动所述第二支架绕第一方向转动；

第二驱动组件，安装在所述第二支架上，所述第二驱动组件连接所述第二支架，所述第二驱动组件用于带动所述第二支架绕第二方向转动。

3.如权利要求2所述的参考镜角度调节装置，其特征在于，所述第一驱动组件包括：

第一推动组件，安装在所述第一支架上，所述第一推动组件的输出端抵接所述第二支架，所述第一推动组件用于推动所述第二支架绕所述第一方向转动；

第一弹性件，所述第一弹性件两端分别连接所述第一支架和所述第二支架，所述第一弹性件位于所述第一推动组件与所述万向结构之间，所述第一弹性件用于拉紧所述第二支架和所述第一支架。

4.如权利要求3所述的参考镜角度调节装置，其特征在于，所述第二支架上对应所述第一推动组件的输出端位置设置有第一滑槽，所述第一推动组件的输出端伸入所述第一滑槽内，所述第一滑槽的延伸方向与所述第一方向垂直。

5.如权利要求4所述的参考镜角度调节装置，其特征在于，所述第一滑槽沿深度方向的截面呈V形，所述第一推动组件的输出端呈锥形，所述第一推动组件的输出端抵接所述第一滑槽的底部。

6.如权利要求3所述的参考镜角度调节装置，其特征在于，所述第一支架上设置有第一通孔，所述第一推动组件包括第一推杆电机，所述第一推杆电机的输出轴穿过所述第一通孔抵接所述第二支架。

7.如权利要求1-6任一项所述的参考镜角度调节装置，其特征在于，所述万向结构包括球头和球座，所述球头连接在所述球座上。

8.如权利要求7所述的参考镜角度调节装置，其特征在于，所述球头上设置有凸球面，所述球座上设置有凹球面，所述凸球面贴合所述凹球面，所述凹球面的表面积小于所述凸球面的表面积。

9.如权利要求1-6任一项所述的参考镜角度调节装置，其特征在于，所述第一支架包括相连接的支撑板和固定板，所述万向结构和所述驱动结构安装在所述支撑板上，所述固定板上设置有长槽孔。

10.一种干涉仪，其特征在于，包括光源、分光元件和如权利要求1-9任一项所述参考镜角度调节装置，所述光源位于所述分光元件一侧，所述参考镜设置在所述分光元件一侧，所述分光元件用于将所述光源发出的光线分成反射光和参考光，所述参考镜用于反射所述参考光。

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