CN202676973U - 空心角锥组件 - Google Patents

Abstract

一种空心角锥组件，其特征是它由空心角锥（2）和镜座（1）组成，所述的空心角锥（2）由三片具有反射面的相互垂直的平面镜（21，22，23）组成，每一片平面镜的一个粗磨边与另一片平面镜的反射面相互胶接；镜座（1）由柱形底座（101）和固定板（102）组成，固定板（102）呈倾斜安装在柱形底座（101）的上端面上，在固定板（102）上设有与任一平面镜的两个垂直的粗磨边粘结用的相互垂直的两个定位边（12，13），柱形底座（101）的下端面上设有用于与仪器或支架连接用的螺孔（11）。本实用新型结构简单，制造方便，使用过程中不会产生折射现象。

Description

空心角锥组件

技术领域

   本实用新型涉及一种光学零件，尤其是一种中心为空心有由三片平面镜组成的角锥件，具体地说是一种空心角锥组件。

背景技术

众所周知，在传统的光学测距仪器中，角锥是标准配件。角锥主要用来保持入射光与出射光的平行，不平行程度是角锥最主要的指标，可能就几分或者几秒（角度）。通常的角锥是实心的，具有三个互相垂直的抛光面，垂直的90°角需要很精密，利用光学材料的全反射性质，来实现光线的平行入射与出射，但是入射与出射都伴随着折射过程。

 因为实心角锥三个面相互垂直的要求很高，所以，一般其加工制作难度比较大。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有实心角锥存在的入射与出射都伴随着折射过程导致精度下降的问题，设计一种仅利用三片平面镜组成的空心角锥组件。

本实用新型的技术方案是：

一种空心角锥组件，其特征是它由空心角锥2和镜座1组成，所述的空心角锥2由三片具有反射面的相互垂直的平面镜21，22，23组成，每一片平面镜的一个粗磨边与另一片平面镜的反射面相互胶接；镜座1由柱形底座101和固定板102组成，固定板102呈倾斜安装在柱形底座101的上端面上，在固定板102上设有与任一平面镜的两个垂直的粗磨边粘结用的相互垂直的两个定位边12，13，柱形底座101的下端面上设有用于与仪器或支架连接用的螺孔11。

所述的胶接面的宽度不超过平面镜厚度的1/4。

所述的镜座1的固定板102上设有点胶通孔103以加强平面镜与固定板102的粘结力。

所述的空心角锥2仅通过一片平面镜上的两个相互垂直的粗磨边与镜座2上对应的定位边胶接相连，其他区域都不接触，均为空隙。

所述的两个定位边12，13的高度，即定位边离固定板凹面的距离小于空心角锥中反射镜的厚度。

本实用新型的有益效果：

本实用新型公用三片反射平片胶接在一起，只要求三片单片的反射面平面度即可，同时使三个平片的反射面达到好的相互垂直精度，这样，就由这三个反射平面构成了一个内部的、虚的角锥。该空心角锥可以避免光线的折射与吸收，对全光谱适应性很强。相对性价比将远远超过实心角锥。

当空心角锥安装到仪器中是，为保证其精度，一个重要的原则就是，保持三个相互垂直反射面的垂直精度，这可能要求整体使用空心角锥来保证任意一片反射平片不产生变化。反射平片间的垂直特性主要受外部压力影响，例如镜座材料与反射平片材料的不同热膨胀系数造成的膨胀量不同，用连接胶固化时产生的收缩等等。因次本实用新型为了减小装配空心角锥时的应力，设计了一种不增加应力的固定镜座。这种镜座是一种坚固的镜座，在仪器中使用角锥时，可以有效地避免角锥由于温度或振动产生的移动变形等。这种镜座也保证可以很方便及牢固地固定在仪器中或者支架上。

本实用新型结构简单，制造方便，使用过程中不会出现折射现象，精度得到了提高。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是图1的低视图。

图3是本实用新型的镜座的结构示意图。

图4是本实用新型的平面镜的结构示意图。

图5是本实用新型的空心角的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。

    如图1-4所示。

一种空心角锥组件，它由空心角锥2和镜座1组成，如图1所示，所述的空心角锥2由三片具有反射面的相互垂直的平面镜21，22，23组成（如图4、5所示），每一片平面镜的一个粗磨边与另一片平面镜的反射面相互胶接；镜座1由柱形底座101和固定板102组成，如图3所示，固定板102呈倾斜安装在柱形底座101的上端面上，在固定板102上设有与任一平面镜的两个垂直的粗磨边粘结用的相互垂直的两个定位边12，13，柱形底座101的下端面上设有用于与仪器或支架连接用的螺孔11，如图2所示。胶接面的宽度不超过平面镜厚度的1/4。所述的镜座1的固定板102上设有点胶通孔103以加强平面镜与固定板102的粘结力。所述的空心角锥2仅通过一片平面镜上的两个相互垂直的粗磨边与镜座2上对应的定位边胶接相连，其他区域都不接触，均为空隙，所述的两个定位边12，13的高度，即定位边离固定板凹面的距离小于空心角锥中反射镜的厚度如图3。

详述如下：

本实用新型的空心角锥的主要功用是使入射光线与反射光线保持平行，它有三个相对的反射平面，相互之间保持精确的90°角。每个平面镜均具有一个高精度的反射平面（该平面构成空心角锥），与反射平面相对的一个不反光面以及连接两个面之间的两个粗磨面就是平面镜的厚度。

每片平面镜有一个粗磨面与另一个平面镜的反射面胶接，组成一个内部的、虚拟的角锥。为了获得一个稳定可靠的反射棱镜，三片反射平面镜具有大于常规的厚度，厚一点的反射镜有一个宽的粗磨面，这个粗磨面与另一片反射平面镜的反射面之间有一个很窄的涂胶区域。三个反射平面镜具备特殊的圆形特征。

本实用新型的镜座1是一个坚固的支座，利用特殊的两个窄边12、13与空心角锥中的一个反射平面镜的反射面胶接，这样可以极大减小空心角锥的安装应力，同时，该镜座底端有一个螺钉孔11，便于使用螺钉将角锥组件与仪器或支架连接，这样的安装方式可以减小在仪器中使用空心角锥时的移动误差。  

本实用新型的重要特征就是避免了严格90°的要求，无论是角锥的边，或者是粗磨面与反射面之间。三个平面反射镜只需在反射面上有好的平面度即可，通过调试将三片反射镜调整到具有很精确的相互垂直关系，并使用胶水将其相互胶接固定。

空心角锥由三个单独的反射平面镜21、22、23胶接成精确的90°来实现其光学功能。但同时也带来了一些隐患，胶水的使用会引起反射镜的变形或者90°角度的弯曲，例如，在胶水固化过程中，会对涂胶部位的两个平面产生影响，在其收缩过程中，胶水会把粗磨面拉向反射面，从而，引起反射面面型的变化，或者彼此之间90°角的微小变化，这些变化，会对角锥的平行反射性能产生大的破坏。为了降低这个影响，本实用瓣型提出了将三个反射镜厚度的相对加大，并且，确保两个反射镜之间的胶水只覆盖交界处很窄的一个区域（相对反射镜本身的厚度），这就可以使最终角锥的精度可以达到2秒（角度）以内。所用的胶水最好是环氧树脂胶，其他例如玻璃粉或者玻璃焊接料也可以使用。

在特殊条件下使用的空心角锥，三个反射镜最好选择熔融石英或者精退火的耐热玻璃，同时，镜座应选用低热膨胀系数的材料，如铟钢等。

本实用新型中提到的空心角锥的安装镜座，能够在固定空心角锥的同时，不再引入更多的应力，从而对空心角锥的光学性能不会产生影响。并且，在精密测量距离的应用中，使用这种镜座也能有效减小角锥的轻微波动，从而提高测量距离的精度。同时，本实用新型的镜座能方便使用者将空心角锥安装在仪器或支架上。

本实用新型的使用方法如下：

首先，在夹具上将三片反射平面镜胶接，胶接后图5所示，利用一个反射平面镜上的侧边如231或232，与另一个反射平片的反射面如233相互胶接，涂胶区域相对侧边231或232较窄。每一个平面镜仅有一个侧边231或232与另一片的反射面233相互胶接，每一个平面镜仅有一个反射面与另一片的侧边胶接。使用ZYGO干涉仪实时监测空心角锥的反射波前，并使用夹具实时调整，达到3秒甚至更高的精度。

第二步，利用角锥中的一个平片的侧边，未参与胶合的部分与镜座1对应的区域进行胶接，如231边和12。胶合区域也是同样相对窄的设定。角锥与镜座之间仅依靠两个侧边相互胶接，其他部门均不接触。

本实用新型未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

Claims (5)

1.一种空心角锥组件，其特征是它由空心角锥（2）和镜座（1）组成，所述的空心角锥（2）由三片具有反射面的相互垂直的平面镜（21，22，23）组成，每一片平面镜的一个粗磨边与另一片平面镜的反射面相互胶接；镜座（1）由柱形底座（101）和固定板（102）组成，固定板（102）呈倾斜安装在柱形底座（101）的上端面上，在固定板（102）上设有与任一平面镜的两个垂直的粗磨边粘结用的相互垂直的两个定位边（12，13），柱形底座（101）的下端面上设有用于与仪器或支架连接用的螺孔（11）。

2.根据权利要求1所述的空心角锥，其特征是所述的胶接面的宽度不超过平面镜厚度的1/4。

3.根据权利要求1所述的空心角锥组件，其特征是所述的镜座（1）的固定板（102）上设有点胶通孔（103）以加强平面镜与固定板（102）的粘结力。

4.根据权利要求1所述的空心角锥组件，其特征是所述的空心角锥（2）仅通过一片平面镜上的两个相互垂直的粗磨边与镜座（2）上对应的定位边胶接相连，其他区域都不接触，均为空隙。

5.根据权利要求1所述的空心角锥组件，其特征两个定位边（12，13）的高度，即定位边离固定板凹面的距离小于空心角锥中反射镜的厚度。

Images