CN214751050U - 一种高精密角锥棱镜 - Google Patents

Abstract

本实用新型为一种高精密角锥棱镜，其克服了现有技术中存在的光学角锥加工过程极其复杂且加工成本高的问题，其采用机械角锥的加工方法，加工精度高，可实现高精度的光学角锥。本实用新型包括正方形基片和整体结构直角基片，正方形基片和整体结构直角基片的三个两两互相垂直的平面基片构成三维空间立方角，三个平面基片上分别设置有与光学平面镜一、光学平面镜二、光学平面镜三相匹配的安装基座一、安装基座二、安装基座三，光学平面镜一、光学平面镜二、光学平面镜三分别设置在相应的安装基座一、安装基座二、安装基座三上。

Description

一种高精密角锥棱镜

技术领域：

本实用新型属于光学器件技术领域，涉及一种高精密角锥棱镜。

背景技术：

角锥通常是指立方体的任意一个尖角，或该角所在的三个相互垂直的正方形平面组成的三面空间立方角。此种空间结构的光学元件称作角锥棱镜，在光学中具有重要应用，将光学材料加工制作成上述三面相互垂直的空间立方角，光波经立方角的三个内表面依次反射，可以实现光学回射和光学偏振调制效果，从而实现特殊的光学功能。尽管如此，光学角锥加工过程极其复杂，精度要求很高，且成本高。然而，机械加工技术成熟，且加工精度高，数控加工设备可以满足光学器件的精度要求。

实用新型内容：

本实用新型的目的在于提供一种高精密角锥棱镜，其克服了现有技术中存在的光学角锥加工过程极其复杂且加工成本高的问题，其采用机械角锥的加工方法，加工精度高，可实现高精度的光学角锥。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种高精密角锥棱镜，包括正方形基片和整体结构直角基片，正方形基片和整体结构直角基片的三个两两互相垂直的平面基片构成三维空间立方角，三个平面基片上分别设置有与光学平面镜一、光学平面镜二和光学平面镜三相匹配的安装基座一、安装基座二和安装基座三，光学平面镜一、光学平面镜二和光学平面镜三分别设置在相应的安装基座一、安装基座二和安装基座三上。

光学平面镜一、光学平面镜二或光学平面镜三可用光学曲面镜替换。

与现有技术相比，本实用新型具有的优点和效果是：

1)本实用新型整个加工过程为精密机械加工，将机械角锥作为角锥棱镜的机械基底并搭配普通的成品光学镜片，直角基片为整体结构，结合正方形基片形成半整体结构的三面相互垂直的空间立体角，从而保证机械角锥的精度；

2)本实用新型加工过程简便、快速，加工效率高，大大节约成本；

3)本实用新型搭配商品化的光学平面镜便可以实现高精度的角锥棱镜，且成本极低；

4)本实用新型由于光学元件嵌入三个基片之中，实际应用过程中通过机械部分进行固定，没必要考虑固定过程对光学元件的损害，使用方便，且固定稳定、方便调节；

5)本实用新型容易实现曲面镜角锥棱镜。

附图说明：

图1为角锥棱镜装配过程示意图；

图2为角锥棱镜成品示意图；

图3为机械加工正方体示意图；

图4为一次加工示意图；

图5为二次加工示意图；

图6为角锥棱镜高精密机械基底成品示意图。

图中，1-正方体，2-基片相互之间固定孔一，3-基片相互之间固定孔二，4-锥角外侧顶点，5-正方形基片，6-长方体，7-整体结构直角基片，8-三维空间立方角，9-光学平面镜一，10-光学平面镜二，11-光学平面镜三，12-安装基座一，13-安装基座二，14-安装基座三。

具体实施方式：

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型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实用新型，并不用于限定本实用新型。

参见图1和图2，本实用新型包括正方形基片5和整体结构直角基片7，正方形基片5和整体结构直角基片7的三个互相垂直的平面基片构成三维空间立方角8，三个平面基片上分别设置有与光学平面镜一9、光学平面镜二10、光学平面镜三11相匹配的安装基座一12、安装基座二13、安装基座三14，光学平面镜一9、光学平面镜二10、光学平面镜三11分别设置在相应的安装基座一12、安装基座二13、安装基座三14上。光学平面镜一9、光学平面镜二10、光学平面镜三11可用光学曲面镜替换，从而实现曲面镜角锥棱镜。

本实用新型高精密角锥棱镜的机械加工方法包括以下步骤：

参见图3、图4、图5和图6，具体实现过程如图3、图4、图5、图6所示，首先，精密机械加工一正方体1，为保证棱镜精度，需要在底面加工预留基片相互之间固定孔一2和基片相互之间固定孔二3，同时在锥角外侧顶点4处加工棱镜相对光学调节元件的安装孔，见图3；然后按照图3中粗虚线所示方位进行线切割，切割成如图4所示的正方形基片5和长方体6，要求使用慢走丝线切割，以保证切割精度；第三步，按照图4中粗虚线所示方位对长方体6进行线切割，切割后只留整体结构直角基片7，同样要求使用慢走丝线切割，以保证切割精度，如图5所示；最后，正方形基片5和整体结构直角基片7便可以组成精密的三维空间立方角8，即机械角锥，如图6所示。实际中可以根据需要在立方角所在的三个平面基片，即正方形基片5和整体结构直角基片7所包含的两个基片上面加工光学镜片安装基座，并安装尺寸相匹配的光学镜片，从而实现角锥棱镜。

棱镜实现过程如图1、图2所示：在机械角锥三个平面基片上分别加工与商品化光学平面镜一9、光学平面镜二10、光学平面镜三11相匹配的安装基座一12、安装基座二13、安装基座三14，并将三个光学平面镜分别装入相应的安装基座中，如图1所示。为保证棱镜精度，安装基座一12、安装基座二13、安装基座三14的方位要求相对角锥中心轴绝对对称，且每个安装基座的加工尺寸完全相同。由于机械角锥的三个平面基片相互垂直，因此光学平面镜一9、光学平面镜二10、光学平面镜三11的光学平面也两两相互垂直，如图2所示。经任意平面镜的入射光会经三个平面镜依次反射，从而实现角锥棱镜的回射功能和光学偏振调制效果。将平面镜换成曲面镜，便可以实现曲面镜角锥棱镜。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (2)

1.一种高精密角锥棱镜，包括正方形基片(5)和整体结构直角基片(7)，正方形基片(5)和整体结构直角基片(7)的三个两两互相垂直的平面基片构成三维空间立方角(8)，三个平面基片上分别设置有与光学平面镜一(9)、光学平面镜二(10)和光学平面镜三(11)相匹配的安装基座一(12)、安装基座二(13)和安装基座三(14)，光学平面镜一(9)、光学平面镜二(10)和光学平面镜三(11)分别设置在相应的安装基座一(12)、安装基座二(13)和安装基座三(14)上。

2.根据权利要求1所述的一种高精密角锥棱镜，其特征在于：光学平面镜一(9)、光学平面镜二(10)或光学平面镜三(11)可用光学曲面镜替换。

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