CN206710068U - 大数值孔径浸油镜头波像差检测装置 - Google Patents
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Abstract
本技术提供了一种大数值孔径浸油镜头波像差检测装置，包括光源、光栏、分光棱镜、标准平晶、被测镜头、超半球反射体、CCD，所述超半球反射体以玻璃制成，其矢高大于超半球反射体半径R，超半球的外圆面镀全反射膜；光源发出的出射光束汇聚在准直透镜焦点位置的光栏上，光束经分光棱镜后，沿准直透镜以平行光束的方式出射，投射在标准平晶上；以标准平晶的入射面为参考平面，一部分光线沿参考平面原路反射，另一部分光线透过参考平面出射，透过被测镜头和介质油聚焦在焦点上，光束沿焦点点入射方向射入一超半球反射体，并返回，最后两束光线均通过分光棱镜反射，在出瞳位置形成两个明亮的小孔；CCD用于将小孔处的图像转换成电信号。
Description
技术领域
本技术涉及一种进行波像差检测仪检测装置及方式，尤其是针对大数值孔径浸油镜头进行波像差检测的装置及方法。
背景技术
目前，公知的使用波象差检测仪针对生物显微镜物镜进行测量时，由于生物显微镜观察面上有一片具有一定厚度的盖玻片，导致在测量波象差时，盖玻片以及固定方式对测量结果的误差有着较大的影响，通常在进行小数值孔径镜头测量时，可以将盖玻片直接放在物镜的最前片上，但对于大数值孔径镜头尤其是测量数值孔径大于1的浸油物镜时，由于自准直所使用的参考反射球面裸露在空气介质中，致使数值孔径大于1的浸油物镜的光线由于入射至盖玻片的出射面时，入射角大于90°并且光线从光密介质至光疏介质，造成全反射，无法入射至反射球面，无法进行测量。
参见图1所示的斐索干涉测量原理图，光源1发出的出射光束经反射镜2及聚光镜3汇聚在准直透镜焦点位置的光栏4上，光束经反射镜5透过分光棱镜6后，沿准直透镜7以平行光束的方式出射，投射在标准平晶8上。其中以标准平晶8的入射面为参考平面，一部分光线沿参考平面原路反射，另一部分光线透过参考平面出射，透过被测镜头9、介质油15、盖玻片19聚焦在焦点上，光束沿焦点点入射方向射入一半径为R的标准反射球面10，并返回，最后两束光线均通过分光棱镜反射，经过反射镜11后，在出瞳位置12形成两个明亮的小孔，通过调节标准平晶与被测镜头之间的空气楔，使得两个小孔的像重合，最后再通过CCD13观察小孔处所产生的干涉条纹。
当被测镜头9的数值孔径大于1时，参见图2所示，当光线从被测镜头9出射后，透过介质油15再入射至盖玻片19后，从盖玻片19上表面17出射的光线最终会交汇在盖玻片19的下表面的平面上（该被测镜头9的焦点位置），由于被测镜头9的数值孔径大于1，所以经盖玻片上表面17至下表面的入射光线18，与法线的夹角α大于45°，并且盖玻片19与反射球面10之间的介质为空气，已知玻璃的折射率远大于空气的折射率1，致使盖玻片19与空气构成了一个入射角大于45°由光密至光疏的结构，根据全反射定律，入射光线18无法透过盖玻片19的下表面出射，致使无光线入射至反射球面10，从而无法进行测量。
发明内容
为了克服现有的测试装置和方法无法测量数值孔径大于1的浸油物镜，及测试用盖玻片难以固定的问题，本技术提供了一种能够对数值孔径大于1的浸油镜头进行波像差检测的大数值孔径浸油镜头波像差检测方法。
本发明所述的大数值孔径浸油镜头波像差检测方法，光源1发出的出射光束汇聚在准直透镜焦点位置的光栏4上，光束经分光棱镜6后，沿准直透镜7以平行光束的方式出射，投射在标准平晶8上；以标准平晶8的入射面为参考平面，一部分光线沿参考平面原路反射，另一部分光线透过参考平面出射，透过被测镜头9和介质油15聚焦在焦点上，光束沿焦点点入射方向射入一超半球反射体14，并返回，最后两束光线均通过分光棱镜反射，在出瞳位置12形成两个明亮的小孔，通过调节标准平晶与检测镜头之间的空气楔，使得两个小孔的像重合，最后再通过CCD将小孔处的图像转换成电信号；所述超半球反射体14以玻璃制成，其矢高H大于超半球反射体半径R，超半球的外圆面镀全反射膜。
作为对上述检测方法的进一步改进，所述的大数值孔径浸油镜头波像差检测方法，光源1为激光器。
作为对上述检测方法的进一步改进，所述的大数值孔径浸油镜头波像差检测方法，大数值孔径浸油镜头的数值孔径大于1。
本技术同时提供了一种能够对数值孔径大于1的浸油镜头进行波像差检测的大数值孔径浸油镜头波像差检测装置。
本技术所述的大数值孔径浸油镜头波像差检测装置，包括光源1、光栏4、分光棱镜6、标准平晶8、被测镜头9、超半球反射体14、CCD13，所述超半球反射体14以玻璃制成，其矢高大于超半球反射体半径R，超半球的外圆面镀全反射膜；光源1发出的出射光束汇聚在准直透镜焦点位置的光栏4上，光束经分光棱镜6后，沿准直透镜7以平行光束的方式出射，投射在标准平晶8上；以标准平晶8的入射面为参考平面，一部分光线沿参考平面原路反射，另一部分光线透过参考平面出射，透过被测镜头9和介质油15聚焦在焦点上，光束沿焦点点入射方向射入一超半球反射体14，并返回，最后两束光线均通过分光棱镜反射，在出瞳位置形成两个明亮的小孔； CCD13用于将小孔处的图像转换成电信号。
作为对上述检测装置的进一步改进，所述的大数值孔径浸油镜头波像差检测装置，光源1为激光器。
作为对上述检测装置的进一步改进，所述的大数值孔径浸油镜头波像差检测装置，大数值孔径浸油镜头的数值孔径大于1。
本技术的有益效果：本技术是将自准直所使用的标准反射球面与盖玻片之间的裸露的空气介质替换成玻璃介质，并将其与盖玻片合二为一做成超半球反射体，该超半球反射体外侧球面镀全反射膜，并且矢高刚好等于该半球的半径R加上盖玻片厚度d，从而解决了因全反射不能测量的问题和盖玻片固定困难的问题
在使用波像差检测仪进行检测时，将这只与盖玻片相同折射率的超半球反射体，平面方向与被测镜头9最前片16保持平行，超半球的光轴与镜头的光轴共轴，调节准直光束经被测浸油镜头的焦点，直到落在超半球的球心位置（被测镜头的焦点与超半球的球心位置重合），因超半球的外圆面镀全反射膜，保证光路沿着原路返回。
超半球反射体失高大于半球半径，把原来使用的盖玻片和标准反射球面结合作为一体，既解决了盖玻片固定的问题，同时又解决了反射球面暴露在空气中，造成数值孔径大于1的浸油透镜光线全反射无法测量的问题，结构简单。
附图说明
图1是用于测量大数值孔径浸油物镜的现有检测装置结构图。
图2是图1中的盖玻片等光路放大图。
图3是用于测量大数值孔径浸油物镜的本技术的检测装置结构图。
图4是超半球反射体光路图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本技术进一步说明。
参见图3，光源1为波长532nm的激光器，其出射光束经反射镜2及聚光镜3汇聚在准直透镜焦点位置的光栏4上，光束经反射镜5透过分光棱镜6后，沿准直透镜7以平行光束的方式出射，投射在标准平晶8上。其中以标准平晶8的入射面为参考平面，一部分光线沿参考平面原路反射，另一部分光线透过参考平面出射，透过被测镜头9聚焦在焦点上，光束沿焦点点入射方向射入一超半球反射体14，并返回，最后两束光线均通过分光棱镜反射，经过反射镜11后，在出瞳位置12形成两个明亮的小孔，通过调节标准平晶与被测镜头之间的空气楔，使得两个小孔的像重合，最后再通过CCD13观察小孔处所产生的干涉条纹。
参见图4。由于透过被测镜头9的光线聚焦在超半球的球心位置，入射光线18沿直线方向入射至超半球反射体14，经球面反射后延原方向返回。
通过将盖玻片19与反射球面10做成一体的、矢高等于反射球面的半径R加上盖玻片厚度D的超半球反射体，并且与盖玻片19使用同一玻璃材质，用于替代原本的盖玻片、反射球面、反射球面与盖玻片之前的空气介质。
通过使用这种方法，便可以快捷准确的对数值孔径大于1的镜头进行波象差的检测。
Claims (3)
1.大数值孔径浸油镜头波像差检测装置，包括光源（1）、光栏（4）、分光棱镜（6）、标准平晶（8）、被测镜头（9）、超半球反射体（14）、CCD（13），其特征是：所述超半球反射体（14）以玻璃制成，其矢高大于超半球反射体半径R，超半球的外圆面镀全反射膜；光源（1）发出的出射光束汇聚在准直透镜焦点位置的光栏（4）上，光束经分光棱镜（6）后，沿准直透镜（7）以平行光束的方式出射，投射在标准平晶（8）上；以标准平晶（8）的入射面为参考平面，一部分光线沿参考平面原路反射，另一部分光线透过参考平面出射，透过被测镜头（9）和介质油（15）聚焦在焦点上，光束沿焦点点入射方向射入一超半球反射体（14），并返回，最后两束光线均通过分光棱镜反射，在出瞳位置形成两个明亮的小孔； CCD（13）用于将小孔处的图像转换成电信号。
2.如权利要求1所述的大数值孔径浸油镜头波像差检测装置，其特征是：光源（1）为激光器。
3.如权利要求1所述的大数值孔径浸油镜头波像差检测装置，其特征是：大数值孔径浸油镜头的数值孔径大于1。
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| CN201720366532.6U CN206710068U (zh) | 2017-04-09 | 2017-04-09 | 大数值孔径浸油镜头波像差检测装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106895963A (zh) * | 2017-04-09 | 2017-06-27 | 南京东利来光电实业有限责任公司 | 大数值孔径浸油镜头检测装置及方法 |
| CN108226036A (zh) * | 2017-12-06 | 2018-06-29 | 西南技术物理研究所 | 基于双光栅剪切干涉的一体化激光材料热效应测量装置 |
| CN109683328A (zh) * | 2018-12-25 | 2019-04-26 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 一种可自动检焦的激光扩束系统以及其检焦方法 |
| CN112817117A (zh) * | 2020-12-28 | 2021-05-18 | 西南技术物理研究所 | 一种带自准直调节功能的抛物面反射镜辅助装置 |
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| CN106895963B (zh) * | 2017-04-09 | 2024-01-26 | 南京东利来光电实业有限责任公司 | 大数值孔径浸油镜头检测装置及方法 |
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