CN208672282U - 一种光学元件像差检测装置及系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种光学元件像差检测装置及系统，用于解决光学元件的像差状态的有效测试的问题。所述装置包括：光源发射器、调制组件以及光斑检测分析仪，所述调制组件包括待测光学元件，所述光源发射器，用于发射无像差的平行光；所述调制组件，用于接收所述无像差的平行光，并将所述无像差的平行光通过所述待测光学元件后得到的有像差光聚焦到所述光斑检测分析仪；所述光斑检测分析仪，用于接收所述调制组件聚焦的有像差光，并根据所述有像差光聚焦产生的光斑信息得到所述待测光学元件的像差。
Description
技术领域
本实用新型涉及光学检测技术领域，具体为一种光学元件像差检测装置及系统。
背景技术
激光加工是利用激光经过聚焦后在焦点上达到很高的能量密度，广泛应用于材料的加工，如打孔、切割、划片、焊接、热处理等，而激光加工系统中各个光学元件，包括聚焦镜、扩束镜、振镜及场镜等常用的光学元件，其存在的像差对激光加工的工艺效果及加工效率随着激光加工产生较大的影响，而现有的激光加工系统中并没有单独针对光学元件的像差进行检测。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种光学元件像差检测装置及系统，以解决现有技术难以测试光学元件的像差状态的问题。
为了解决上述技术问题，本实用新型提供了以下技术方案：
第一方面：
本申请提供一种光学元件像差检测装置，所述装置包括：光源发射器、调制组件以及光斑检测分析仪，所述调制组件包括待测光学元件，
所述光源发射器，用于发射无像差的平行光；
所述调制组件，用于接收所述无像差的平行光，并将所述无像差的平行光通过所述待测光学元件后得到的有像差光聚焦到所述光斑检测分析仪；
所述光斑检测分析仪，用于接收所述调制组件聚焦的有像差光，并根据所述有像差光聚焦产生的光斑信息得到所述待测光学元件的像差。
上述方案设计的光学元件像差检测装置，通过光斑检测分析仪对通过待测光学元件后形成的有像差光进行聚焦光斑检测分析，有效的解决了光学元件像差检测问题，使得能够有效地测试待测光学元件的像差，有力的提升激光加工系统中的光学元件的光学性能一致性，同时也可以用于激光加工系统中新的光学元件性能评估，从源头上提高激光加工系统的稳定性、一致性和精细化。
在第一方面的可选实施方式中，所述待测光学元件包括具有聚焦特征的光学元件，
所述具有聚焦特征的光学元件，用于接收所述光源发射器发射的无像差的平行光，并将所述无像差的平行光通过所述具有聚焦特征的光学元件后产生的有像差光聚焦到所述光斑检测分析仪。
上述方案设计的光学元件像差检测装置，使得具有聚焦特征的光学元件的像差能够进行检测，使得带有聚焦特征的光学元件的加工系统具有光学性能的一致性，同时也可以对新的具有聚焦特征的光学元件进行性能评估，判断其像差是否在合理范围内。
在第一方面的可选实施方式中，所述调制组件还包括聚焦镜，所述待测光学元件包括无聚焦特征的光学元件，
所述无聚焦特征的光学元件，用于接收所述光源发射器发射的无像差的平行光，并将所述无像差的平行光通过所述无聚焦特征的光学元件后产生的有像差光传输给所述聚焦镜；
所述聚焦镜，用于接收所述有像差光，并将所述有像差光聚焦到所述光斑检测仪。
上述方案设计的光学元件像差检测装置，使得无聚焦特征的光学元件也能检测其像差状态，使得检测的元件不只是检测具有聚焦特征的，检测元件的范围更加广泛，通用性更强。
在第一方面的可选实施方式中，所述调制组件还包括反射镜，所述待测光学元件包括具有扫描聚焦特征的光学元件，
所述反射镜，用于接收所述光源发射器发射的无像差的平行光，并将所述无像差的平行光反射传输给所述具有扫描聚焦特征的光学元件；
所述具有扫描聚焦特征的光学元件，接收所述反射镜反射的无像差的平行光，并将所述无像差的平行光通过所述具有聚焦特征的光学元件后产生的有像差光聚焦到所述光斑检测分析仪。
在第一方面的可选实施方式中，所述具有扫描聚焦特征的光学元件包括场镜或振镜。
在第一方面的可选实施方式中，所述光源发射器包括激光光源、光纤以及准直镜，
所述激光光源，用于产生激光，并将所述激光发射给所述光纤；
所述光纤，用于接收所述激光光源发射的激光，并将所述激光传输给所述准直镜；
所述准直镜，用于接收所述光纤传输的激光，并将所述激光准直成无像差的平行光，并将所述无像差的平行光传输给所述调制组件。
上述方案设计的光学元件像差检测装置，使得在进入待测光学元件之前，形成无像差的平行光，使得检测更加准确。
在第一方面的可选实施方式中，所述光源发射器还包括光纤固定器，
所述光纤固定器，用于固定所述光纤的两端，使得光纤能够准确接收所述激光光源发射的激光，并能够准确的将所述激光传输给所述准直镜。
上述方案设计的光学元件像差检测装置，使得光纤能够准确的将激光接收和传输。
在第一方面的可选实施方式中，所述激光光源包括可切换波长的激光光源。
在第一方面的可选实施方式中，所述光斑检测分析仪设置在精密三维调节架上。
上述方案设计的光学元件像差检测装置，使得聚焦的光斑信息能够更加准确的被光斑检测分析仪捕捉、检测，最终获得检测的像差更加准确。
第二方面：
本实用新型还提供一种光学元件像差检测系统，包括如第一方面所述的光学元件像差检测装置的全部技术特征。
上述方案设计的光学元件像差检测系统，通过光斑检测分析仪对通过待测光学元件后形成的有像差光进行聚焦光斑检测分析，有效的解决了光学元件像差检测问题，使得能够有效地测试待测光学元件的像差，有力的提升激光加工系统中的光学元件的光学性能一致性，同时也可以用于激光加工系统中新的光学元件性能评估，从源头上提高激光加工系统的稳定性、一致性和精细化。
本实用新型提供了一种光学元件像差检测装置及系统，具备以下有益效果：本实用新型通过光斑检测分析仪对通过待测光学元件后形成的有像差光进行聚焦光斑检测分析，有效的解决了光学元件像差检测问题，使得能够有效地测试待测光学元件的像差，有力的提升激光加工系统中的光学元件的光学性能一致性，同时也可以用于激光加工系统中新的光学元件性能评估，从源头上提高激光加工系统的稳定性、一致性和精细化。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1是本实用新型第一实施例提供的光学元件像差检测装置第一示意图；
图2是本实用新型第一实施例提供的光学元件像差检测装置第二示意图；
图3是本实用新型第一实施例提供的光学元件像差检测装置第三示意图；
图4是本实用新型第一实施例提供的光学元件像差检测装置第四示意图；
图5是本实用新型第一实施例提供的光学元件像差检测装置第五示意图。
图标：10-光源发射器；101-激光光源；102-光纤；103-准直镜；104-光纤固定器；20-调制组件；201-待测光学元件；202-聚焦镜；203-反射镜；2011-具有聚焦特征的光学元件；2012-无聚焦特征的光学元件；2013-具有扫描聚焦特征的光学元件；30-光斑检测分析仪。
具体实施方式
为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“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实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备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实用新型的限制。
此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，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”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
第一实施例
实际光学系统中，由非近轴光线追迹所得的结果和近轴光线追迹所得的结果不一致，这些与高斯光学(一级近似理论或近轴光线)的理想状况的偏差，叫做像差。
另外，需要说明的是，本申请中所说的光学元件、待测光学元件201可为但不仅仅只限于激光光学元件。
如图1所示，本申请提供一种光学元件像差检测装置，包括：光源发射器10、调制组件20以及光斑检测分析仪30，调制组件20包括待测光学元件201，
光源发射器10，用于发射无像差的平行光；
调制组件20，用于接收无像差的平行光，并将无像差的平行光通过待测光学元件201后得到的有像差光聚焦到光斑检测分析仪；
光斑检测分析仪30，用于接收调制组件20聚焦的有像差光，并根据有像差光聚焦产生的光斑信息得到待测光学元件201的像差。
其中，这里需要说明的是，调制组件可以只包括待检测光学元件或者包括待检测光学元件以及其他元件。
对于上述方案，具体的，光源发射器10产生并发射出无像差的平行光，产生的无像差平行光传输到调制组件20，经过调制组件20中的待检测光学元件后形成有像差的平行光，然后通过调制组件20聚焦到光斑检测分析仪30，光斑检测分析仪30记录聚焦光斑及焦点附近光斑结果，得到聚焦光斑的信息，该信息包括聚焦光斑的直径、圆度参数、光斑能量分布，通过聚焦光斑的信息得到待测光学元件201的像差。
上述方案设计的光学元件像差检测装置，通过光斑检测分析仪对通过待测光学元件后形成的有像差光进行聚焦光斑检测分析，有效的解决了光学元件像差检测问题，使得能够有效地测试待测光学元件的像差，有力的提升激光加工系统中的光学元件的光学性能一致性，同时也可以用于激光加工系统中新的光学元件性能评估，从源头上提高激光加工系统的稳定性、一致性和精细化。
在本实施例的可选实施方式中，如图2所示，待测光学元件201包括具有聚焦特征的光学元件2011，
具有聚焦特征的光学元件2011，用于接收光源发射器10发射的无像差的平行光，并将无像差的平行光通过具有聚焦特征的光学元件2011后产生的有像差光聚焦到光斑检测分析仪30。
上述方案，这里值得说明的是待测光学元件201包括具有聚焦特征的光学元件2011时，此时的调制组件20也就只有具有聚焦特征的光学元件2011，具有聚焦特征的光学元件2011接收到光源发射器发射的无像差光后，通过此具有聚焦特征的光学元件2011后形成有像差光，并且此聚焦特征的光学元件2011具有聚焦作用，使得形成的有像差光聚焦到光斑检测分析仪30，进行检测。
可选地，具有聚焦特征的光学元件2011可为但不限于聚焦镜。
上述方案设计的光学元件像差检测装置，使得具有聚焦特征的光学元件的像差能够进行检测，使得带有聚焦特征的光学元件的加工系统具有光学性能的一致性，同时也可以对新的具有聚焦特征的光学元件2011进行性能评估，判断其像差是否在合理范围内。
在本实施例的可选实施方式中，如图3所示，调制组件20还包括聚焦镜202，待测光学元件201包括无聚焦特征的光学元件2012，
无聚焦特征的光学元件2012，用于接收准光源发射器10发射的无像差的平行光，并将无像差的平行光通过无聚焦特征的光学元件2012后产生的有像差光传输给聚焦镜202；
聚焦镜202，用于接收有像差光，并将有像差光聚焦到光斑检测仪30。
上述方案，具体的，光源发射器10将无像差的平行光发射传输给无聚焦特征的光学元件2012，经过无聚焦特征的光学元件2012后产生有像差的平行光，有像差的平行光传输给聚焦镜202，通过聚焦镜202聚焦到光斑检测分析仪。
可选地，无聚焦特征的光学元件2012包括但不限于扩束镜或转折镜等。
上述方案设计的光学元件像差检测装置，使得无聚焦特征的光学元件2012也能检测其像差状态，使得检测的元件不只是检测具有聚焦特征的，检测元件的范围更加广泛，通用性更强。
在本实施例的可选实施方式中，如图4所示，调制组件20还包括反射镜203，待测光学元件201包括具有扫描聚焦特征的光学元件2013，
反射镜203，用于接收光源发射器10发射的无像差的平行光，并将无像差的平行光反射传输给具有扫描聚焦特征的光学元件2013；
具有扫描聚焦特征的光学元件2013，接收反射镜203反射的无像差的平行光，并将无像差的平行光通过具有聚焦特征的光学元件2013后产生的有像差光聚焦到光斑检测分析仪。
对于上述方案，具体的，光源发射器10发射的无像差的平行光传输到反射镜203，反射镜203反射无像差的平行光，将无像差的平行光传输给具有扫描聚焦特征的光学元件2013，通过具有扫描聚焦特征的光学元件2013，形成有像差光，并将有像差光聚焦到光斑检测分析仪，进行像差检测。
可选地，具有聚焦特征的光学元件2013可为但不限于场镜和振镜的其中一种。
可选地，反射镜203为可旋转反射镜，依次旋转反射镜成不同的角度，通过调节光斑检测分析仪30，依次记录激光在不同角度下聚焦位置的光斑信息，得出具有扫描聚焦特征的光学元件2013的场曲及彗差，进一步获得具有聚焦特征的光学元件2013的像差。
在本实施例的可选实施方式中，具有扫描聚焦特征的光学元件2013包括场镜或振镜。
在本实施例的可选实施方式中，如图5所示，光源发射器10包括激光光源101、光纤102以及准直镜103，
激光光源101，用于产生激光，并将激光发射给光纤102；
光纤102，用于接收激光光源101发射的激光，并将激光传输给准直镜103；
准直镜103，用于接收光纤102传输的激光，并将激光准直成无像差的平行光，并将无像差的平行光传输给调制组件20。
对于上述方案，激光光源101产生并出射激光，经过耦合到光纤102或直接进入光纤102内，从光纤102另一端射出，从光纤102另一端射出的激光经过准直镜103进行准直后，形成无像差的平行光，发射给调制组件20。
上述方案设计的光学元件像差检测装置，使得在进入待测光学元件之前，形成无像差的平行光，使得检测更加准确。
在本实施例的可选实施方式中，光源发射器10还包括光纤固定器104，
光纤固定器104，用于固定光纤102的两端，使得光纤102能够准确接收激光光源10发射的激光，并能够准确的将激光传输给准直镜103。
上述方案设计的光学元件像差检测装置，光纤固定器104可以固定光纤102的出射端，也可以固定光纤的两个端口，使得光纤102能够准确的将激光接收和传输。
在本实施例的可选实施方式中，激光光源101包括可切换波长的激光光源。
对于上述方案，这里值得说明的是，可切换波长的激光光源为常用的激光加工波长，具体为266nm，355nm，532nm，650nm，850nm，950nm，1064nm等，可以根据待测的光学元件进行选择切换。
在本实施例的可选实施方式中，光斑检测分析仪30设置在精密三维调节架上。
对于上述方案，光斑检测分析仪30设置在精密三维调节架上，使得聚焦的光斑信息能够更加准确的被光斑检测分析仪捕捉、检测，最终获得检测的像差更加准确。
第二实施例
本申请还提供一种光学元件像差检测系统，包括如第一实施例中描述的光学元件像差检测装置的所有特征。
上述方案设计的光学元件像差检测系统，通过光斑检测分析仪对通过待测光学元件后形成的有像差光进行聚焦光斑检测分析，有效的解决了光学元件像差检测问题，使得能够有效地测试待测光学元件的像差，有力的提升激光加工系统中的光学元件的光学性能一致性，同时也可以用于激光加工系统中新的光学元件性能评估，从源头上提高激光加工系统的稳定性、一致性和精细化。
以上所述仅为本实用新型的优选实施方式而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种光学元件像差检测装置，其特征在于，所述装置包括：光源发射器、调制组件以及光斑检测分析仪，所述调制组件包括待测光学元件，
所述光源发射器，用于发射无像差的平行光；
所述调制组件，用于接收所述无像差的平行光，并将所述无像差的平行光通过所述待测光学元件后得到的有像差光聚焦到所述光斑检测分析仪；
所述光斑检测分析仪，用于接收所述调制组件聚焦的有像差光，并根据所述有像差光聚焦产生的光斑信息得到所述待测光学元件的像差。
2.根据权利要求1所述装置，其特征在于，所述待测光学元件包括具有聚焦特征的光学元件，
所述具有聚焦特征的光学元件，用于接收所述光源发射器发射的无像差的平行光，并将所述无像差的平行光通过所述具有聚焦特征的光学元件后产生的有像差光聚焦到所述光斑检测分析仪。
3.根据权利要求1所述装置，其特征在于，所述调制组件还包括聚焦镜，所述待测光学元件包括无聚焦特征的光学元件，
所述无聚焦特征的光学元件，用于接收所述光源发射器发射的无像差的平行光，并将所述无像差的平行光通过所述无聚焦特征的光学元件后产生的有像差光传输给所述聚焦镜；
所述聚焦镜，用于接收所述有像差光，并将所述有像差光聚焦到所述光斑检测分析仪。
4.根据权利要求1所述装置，其特征在于，所述调制组件还包括反射镜，所述待测光学元件包括具有扫描聚焦特征的光学元件，
所述反射镜，用于接收所述光源发射器发射的无像差的平行光，并将所述无像差的平行光反射传输给所述具有扫描聚焦特征的光学元件；
所述具有扫描聚焦特征的光学元件，接收所述反射镜反射的无像差的平行光，并将所述无像差的平行光通过所述具有聚焦特征的光学元件后产生的有像差光聚焦到所述光斑检测分析仪。
5.根据权利要求4所述装置，其特征在于，所述具有扫描聚焦特征的光学元件包括场镜或振镜。
6.根据权利要求1所述装置，其特征在于，所述光源发射器包括激光光源、光纤以及准直镜，
所述激光光源，用于产生激光，并将所述激光发射给所述光纤；
所述光纤，用于接收所述激光光源发射的激光，并将所述激光传输给所述准直镜；
所述准直镜，用于接收所述光纤传输的激光，并将所述激光准直成无像差的平行光，并将所述无像差的平行光传输给所述调制组件。
7.根据权利要求6所述装置，其特征在于，所述光源发射器还包括光纤固定器，
所述光纤固定器，用于固定所述光纤的两端，使得光纤能够准确接收所述激光光源发射的激光，并能够准确的将所述激光传输给所述准直镜。
8.根据权利要求6所述装置，其特征在于，所述激光光源包括可切换波长的激光光源。
9.根据权利要求1所述装置，其特征在于，所述光斑检测分析仪设置在精密三维调节架上。
10.一种光学元件像差检测系统，其特征在于，所述系统包括如权利要求1-9中任意一项所述的光学元件像差检测装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN201821451255.XU CN208672282U (zh) | 2018-09-05 | 2018-09-05 | 一种光学元件像差检测装置及系统 |
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| CN201821451255.XU CN208672282U (zh) | 2018-09-05 | 2018-09-05 | 一种光学元件像差检测装置及系统 |
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| CN201821451255.XU Active CN208672282U (zh) | 2018-09-05 | 2018-09-05 | 一种光学元件像差检测装置及系统 |
Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN208672282U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108776005A (zh) * | 2018-09-05 | 2018-11-09 | 武汉华工激光工程有限责任公司 | 一种光学元件像差检测装置及系统 |
-
2018
- 2018-09-05 CN CN201821451255.XU patent/CN208672282U/zh active Active
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN108776005A (zh) * | 2018-09-05 | 2018-11-09 | 武汉华工激光工程有限责任公司 | 一种光学元件像差检测装置及系统 |
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