CN211452213U - 全形态测量激光干涉仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种全形态测量激光干涉仪，包括壳体，壳体整体呈匚型，壳体上从上至下依次设有反射标准镜组件、测试平台和激光准直镜组件；测试平台用于固定被测元件，其与壳体通过升降装置连接，激光准直镜组件用于向测试平台上的被测元件及反射标准镜组件发射直线激光，反射标准镜组件用于反射直线激光至激光准直镜组件。本实用新型测试平台通过升降装置与壳体连接，使得测试平台可在激光准直镜组件和反射标准镜组件之间进行移动，以改变其相对位置。如此，工作人员仅在测试的时候调节测试平台的位置即可改变测试过程中的透射率和反射率，使得摄像机上得到的条纹更加清晰，提高测试效率同时提高了测试准确度。

Description

全形态测量激光干涉仪

技术领域

本实用新型涉及激光干涉仪技术领域，特别是涉及一种全形态测量激光干涉仪。

背景技术

全形态测量激光干涉仪是一款新型的非接触高精度无损光学表面测量设备。它基于菲索干涉原理，通过分析干涉条纹来确定光学表面面形。该设备集成了先进的光学、机械和电子技术，具有不损伤被测物品、测量精度高、测量时间短的特点；实现了对准光路和成像光路的电子切换，方便了用户的使用。其可以用于检测高精度光学元器件、光盘、硬盘等，适用于车间加工过程的在线检测。在科学研究、精密器件加工、光学零件测试等领域有着广泛的应用。但是目前市面上的激光干涉仪检测的方向单一，因为其外壳的特殊性，其仅能朝一个方向放置，而被测元件特性种类丰富，所以测试不同元件的时候需要应用到多种结构的干涉仪进行测量，例如分别使用卧式和立式激光干涉仪。且在刚开始测试的时候，因为不同的测试要求，逗需要工作人员手动调节激光头和反射物件，以改变测试过程中的反射率和折射率，但是这样的调节方式，在测量的时候工作人员每一次都要花费大量时间重新多次调节激光头和反射物件，难易调节到合适的位置，降低了测试效率。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：为了克服上述缺陷，提出一种全形态测量激光干涉仪能够提高测试效率的同时保证测量的准确率。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案为：全形态测量激光干涉仪，包括壳体，壳体整体呈匚字型，壳体上从上至下依次设有反射标准镜组件、测试平台和激光准直镜组件；测试平台用于固定被测元件，其与壳体通过升降装置连接，激光准直镜组件用于向测试平台上的被测元件及反射标准镜组件发射直线激光，反射标准镜组件用于反射直线激光至激光准直镜组件。

进一步的，所述激光准直镜组件包括激光器、功能镜组件和摄像机，激光器用于向功能镜组件发射激光，功能镜组件可将接受到的激光分别传输至摄像机和反射标准镜组件中，摄像机用于接受来自功能镜组件的光信号。

进一步的，所述摄像机为两个，分别为摄像机A和摄像机B。

进一步的，所述功能镜组件包括反射镜、分光棱镜、分光镜A和分光镜B。

进一步的，所述测试平台上设有通孔，其朝向激光准直镜组件的下表面设有用于固定被测元件的夹持件。

进一步的，反射标准镜组件和激光准直镜组件分别封装在外壳内，且激光准直镜组件所在外壳的上表面设有空筒。

进一步的，所述壳体内部设有凹槽，升降装置位于凹槽内，升降装置包括竖向设置的螺杆、锥齿轮组和横向设置的转动杆，锥齿轮组包括互相啮合的锥齿轮A和锥齿轮B，锥齿轮A套接在螺杆的顶部，锥齿轮B套接在转动杆的左端，转动杆右端从凹槽右端伸出并位于壳体外部，测试平台通过其尾端设置的螺孔与螺杆套接。

进一步的，所述通孔与空筒同轴设置。

由于采用了上述方案，本实用新型的有益效果在于：本实用新型提出一种全形态测量激光干涉仪，其好处是：

（1）本实用新型的外壳为规整的匚字型，其可以稳定的放置，而被测元件通过夹持件可以固定在测试平台上，那么被测元件与反射标准镜组件、激光准直镜组件之间的距离是相对固定的，所以即使因为被测元件的特性导致整个激光干涉仪卧式放置，激光干涉仪也能稳定放置，不会影响被测元件的测试，反射标准镜组件、激光准直镜组件仍能正常工作，以保证保证测量的准确率。

（2）本实用新型测试平台通过升降装置与壳体连接，使得测试平台可在激光准直镜组件和反射标准镜组件之间进行移动，以改变其相对位置。如此，工作人员仅在测试的时候调节测试平台的位置即可改变测试过程中的透射率和反射率，使得摄像机上得到的条纹更加清晰，提高测试效率同时提高了测试准确度。

（3）本实用新型升降装置未采用任何驱动结构，减少激光干涉仪的制作成本，也降低驱动结构在工作时产生的振动对激光干涉仪内部各元器件带来的影响。

附图说明

图1是本实用新型所述全形态测量激光干涉仪的结构示意图。

图2是本实用新型所述激光准直镜组件的结构示意图，其中箭头表示激光的行径。

图3是本实用新型所述升降装置与凹槽的剖视图。

附图标记：1-壳体，11-凹槽，2-反射标准镜组件，3-测试平台，31-通孔，32-螺孔，4-激光准直镜组件，41-激光器，42-摄像机A，43-摄像机B，44-反射镜，45-分光棱镜，46-分光镜A，47-分光镜B，5-锥齿轮A，6-空筒，7-螺杆，8-转动杆，9-锥齿轮B。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

实施例

如图1-3所示，全形态测量激光干涉仪，包括壳体1，壳体1上从上至下依次设有反射标准镜组件2、测试平台3和激光准直镜组件4，壳体1整体呈匚字型，使得其不通过支撑件即可稳定放置在水平面上。反射标准镜组件2和激光准直镜组件4分别封装在外壳内，外壳通过螺栓等固定件与壳体1固定，激光准直镜组件4所在外壳的上表面设有空筒6，空筒6与激光准直镜组件4连通，便于激光能通过空筒6射出。

反射标准镜组件2用于反射激光至激光准直镜组件4，反射标准镜组件2采用现有激光干涉仪中常用的反射组件，因此在这里不对其具体结构做详细描述。

测试平台3上设有通孔31，通孔31与空筒6同轴设置。测试平台3朝向激光准直镜组件4的下表面还设有夹持件，以在测试元件的时候，夹持并稳定元件在测试平台3上的位置。本实用新型的壳体1为匚字型，那么其外壁为平稳的，可以稳定的正立或者卧式放置。而被测元件通过夹持件可以固定在测试平台3上，那么被测元件与反射标准镜组件2、激光准直镜组件4之间的距离是相对固定的，所以即使因为被测元件的特性导致整个激光干涉仪卧式放置，也不会影响被测元件的测试，反射标准镜组件2、激光准直镜组件4仍能正常工作，以保证保证测量的准确率。

所述激光准直镜组件4包括激光器41、功能镜组件和摄像机，其中激光器41、摄像机通过电源线与外部供电源连接。激光器41用于向功能镜组件发射激光，功能镜组件可将接受到的激光分别传输至摄像机和反射标准镜组件2中，摄像机为两个，分别是摄像机A42和摄像机B43，其用于接受来自功能镜组件的光信号。所述功能镜组件包括反射镜44、分光棱镜45、分光镜A46和分光镜B47。其中分光棱镜45用于向测试平台3上的被测元件及反射标准镜组件2发射直线激光。

壳体1上还设有信号接口，摄像机的输出端通过信号线与信号接口连接，且通过信号接口再外接数据传输线可使得全形态测量激光干涉仪与计算机连接，从而将摄像机中得到的光信号传输至计算机，计算机再通过专用的分析软件对其进行处理，从而确定被测元件表面的情况。其中软件为常用的光信号分析软件，摄像机和激光器41也为激光干涉仪中常用的器件，且其均不是本实用新型的主要改进点，因此在这里不对其具体结构进行详细说明。

进一步地，测试平台3通过升降装置与壳体1连接，使得测试平台3可在激光准直镜组件4和反射标准镜组件2之间进行移动，以改变其相对位置，如此，工作人员可仅在测试的时候调节测试平台的位置便能对测试过程中的透射率和反射率进行改变，使得摄像机上得到的条纹更加清晰，提高测试效率和测试准确度。

具体地说，壳体1内部设有凹槽11，升降装置位于凹槽11内。所述升降装置包括设置在凹槽11内竖向的螺杆7、锥齿轮组和横向的转动杆8，锥齿轮组包括互相啮合的锥齿轮A5和锥齿轮B9，锥齿轮A5套接在螺杆7的顶部，锥齿轮B9套接在转动杆8的左端，转动杆8右端从凹槽11右端伸出并位于壳体1外部，便于工作人员手持转动杆8转动。测试平台3通过其尾端设置的螺孔32与螺杆7套接。值得说明的是，螺杆7与锥齿轮A5套接的顶部未设有螺纹，以保证二者的正常工作。且螺杆7、转动杆8均与凹槽11通过轴承固定，以避免二者的转动影响壳体1。

那么当工作人员从外部转动转动杆8时，转动杆8带动套接在其外部的锥齿轮B9转动，锥齿轮B9带动与其啮合的锥齿轮A5转动，从而锥齿轮A5带动套接在其内部的螺杆7一起转动，那么螺杆7的圆周运动会转变成套接在其外部的测试平台3的直线运动，即测试平台3在螺杆7上进行上下移动，从而调节测试平台3在激光准直镜组件4和反射标准镜组件2之间的距离，以改变激光干涉仪在测试时的透射率和反射率。

具体地说，本实用新型的元件测试原理是：工作人员转动转动杆8调节好测试平台3与反射标准镜组件2、激光准直镜组件4之间的初步距离，将被测元件通过夹持件固定在测试平台3上之后，将激光器41、摄像机通电。激光器41射出激光，先通过反射镜44反射后，光源传输至分光棱镜45，通过分光棱镜45的光源被分为两束，其中一束传输至分光镜A46，另一束为直线激光，其会通过空筒6射出，通过通孔31穿过测试平台3后直接传输至反射标准镜组件2，反射标准镜组件2会将光源原路直线反射至分光棱镜45中。进一步地，分光镜A46将光源分为两束，一束传输至摄像机A42，另一束传输至分光镜B47中，通过分光镜B47的光源则再次被分为两束，其中一束传输至摄像机B43中，另一束则被分光至壳体1中。而上述通过反射标准镜组件2原路直线反射至分光棱镜45中的激光会被再次传输至分光镜A46中，分光镜A46将该激光分为两束，一束传输至摄像机A42，另一束传输至分光镜B47中，通过分光镜B47的激光则再次被分为两束，其中一束传输至摄像机B43中，另一束则被分光至壳体1中。如此，摄像机A42、B里会有干涉条纹的产生，那么再通过壳体1上的信号接口即可将摄像机A42、B中的信号传输至电脑中，并通过专业分析软件对干涉条纹进行分析，则可确定被测元件表面的情况。在传输至电脑的同时，工作人员还可继续调节测试平台3的高度，以提高干涉条纹的清晰度，更便于分析软件对干涉条纹进行分析，以保证测试的准确度。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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 (8)

1.全形态测量激光干涉仪，包括壳体(1)，其特征在于：壳体(1)整体呈匚字型，壳体上从上至下依次设有反射标准镜组件(2)、测试平台(3)和激光准直镜组件(4)；测试平台(3)用于固定被测元件，其与壳体(1)通过升降装置连接，激光准直镜组件(4)向测试平台(3)上的被测元件及反射标准镜组件(2)发射直线激光，反射标准镜组件(2)用于反射直线激光至激光准直镜组件(4)。

2.根据权利要求1所述的全形态测量激光干涉仪，其特征在于：所述激光准直镜组件(4)包括激光器(41)、功能镜组件和摄像机，激光器(41)用于向功能镜组件发射激光，功能镜组件可将接受到的激光分别传输至摄像机和反射标准镜组件(2)中，摄像机用于接受来自功能镜组件的光信号。

3.根据权利要求2所述的全形态测量激光干涉仪，其特征在于：所述摄像机为两个，分别为摄像机A(42)和摄像机B(43)。

4.根据权利要求2所述的全形态测量激光干涉仪，其特征在于：所述功能镜组件包括反射镜(44)、分光棱镜(45)、分光镜A(46)和分光镜B(47)。

5.根据权利要求1所述的全形态测量激光干涉仪，其特征在于：所述测试平台(3)上设有通孔(31)，其朝向激光准直镜组件(4)的下表面设有用于固定被测元件的夹持件。

6.根据权利要求5所述的全形态测量激光干涉仪，其特征在于：所述反射标准镜组件(2)和激光准直镜组件(4)分别封装在外壳内，且激光准直镜组件(4)所在外壳的上表面设有空筒(6)。

7.根据权利要求1所述的全形态测量激光干涉仪，其特征在于：所述壳体(1)内部设有凹槽(11)，升降装置位于凹槽(11)内，升降装置包括竖向设置的螺杆(7)、锥齿轮组和横向设置的转动杆(8)，锥齿轮组包括互相啮合的锥齿轮A(5)和锥齿轮B(9)，锥齿轮A(5)套接在螺杆(7)的顶部，锥齿轮B(9)套接在转动杆(8)的左端，转动杆(8)右端从凹槽(11)右端伸出并位于壳体(1)外部，测试平台(3)通过其尾端设置的螺孔(32)与螺杆(7)套接。

8.根据权利要求6所述的全形态测量激光干涉仪，其特征在于：所述通孔(31)与空筒(6)同轴设置。

Images