CN219574479U - 光路调整装置和光学设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了光路调整装置和光学设备；该光路调整装置包括：一第一调整机构，包括：一第一反射元件；一第一平移台，能够带动第一反射元件在一第一移动方向上移动；和一第二调整机构，包括：一第二反射元件，第二反射元件的反射面倾斜于一第一平面，第一平面垂直于第一反射元件的反射面；一第二平移台，能够带动第二反射元件在一第二移动方向上移动，第二移动方向平行于一第二平面且不平行于第二反射元件的反射面，第二平面垂直于第一平面。该光路调整装置通过第一平移台使得出射光在一个方向平移，通过第二平移台使得出射光在另一个方向平移；该平移的两个方向的调整彼此相对独立，结构简单、操作方便。

Description

光路调整装置和光学设备

技术领域

本实用新型涉及光路调整技术领域，尤其涉及光路调整装置和包括该光路调整装置的光学设备。

背景技术

随着科学研究的发展和光子产业的升级，对于能够在介观尺度精细表征材料光学特性，并且能够实时快速获取样品信息的强烈需求将促进相关检测技术的进步。通常用于光学测量的光学设备使用激光作为激发光源经激发光路后进入显微模块，然后照射样品表面，样品产生的信号光通过显微模块后被收集光路收集处理。光学设备中，激发光路发出的激光在进入显微物镜前需对激光的位置和倾角进行调整。

实用新型内容

本实用新型提供了一种光路调整装置， 包括：

一第一调整机构，包括：

一第一反射元件，能够反射一入射光后形成一第一反射光；

一第一平移台，能够带动所述第一反射元件在一第一移动方向上移动，所述第一移动方向不平行于所述第一反射元件的反射面，所述第一反射元件固定于所述第一平移台上；和

一第二调整机构，包括：

一第二反射元件，能够反射所述第一反射光后形成一第二反射光，所述第二反射元件的反射面倾斜于一第一平面，所述第一平面垂直于所述第一反射元件的反射面；

一第二平移台，能够带动所述第二反射元件在一第二移动方向上移动，所述第二移动方向平行于一第二平面且不平行于所述第二反射元件的反射面，所述第二平面垂直于所述第一平面，所述第二反射元件固定于所述第二平移台上。

可选地， 所述第一调整机构还包括一第一笼式直角调整架和一第一安装座，所述第一平移台包括一第一台面，所述第一反射元件安装于所述第一笼式直角调整架中，所述第一笼式直角调整架安装于所述第一安装座上，所述第一安装座安装于所述第一台面上；和/或

所述第二调整机构还包括一第二笼式直角调整架和一第二安装座，所述第二平移台包括一第二台面，所述第二反射元件安装于所述第二笼式直角调整架中，所述第二笼式直角调整架安装于所述第二安装座上，所述第二安装座安装于所述第二台面上。

可选地， 所述第一移动方向平行于所述第一平面；和/或所述第二移动方向与所述第一平面的夹角为0至90度。

可选地， 还包括一角度调整模组，能够调整所述光路调整装置输出的光的倾角。

可选地， 所述角度调整模组设置于所述第一调整机构和所述第二调整机构之间的光路中，或者所述第一调整机构设置于所述角度调整模组和所述第二调整机构之间的光路中，或者所述第二调整机构设置于所述角度调整模组和所述第一调整机构之间的光路中。

可选地， 所述角度调整模组能够接收所述第二反射光后形成一出射光并调整所述出射光的倾角；所述角度调整模组包括：

一第三调整机构，包括：

一第三反射元件，能够反射所述第二反射光后形成一第三反射光；

一第一角度调整机构，能够调整所述第三反射元件的反射面的一第一倾角；和

一第四调整机构，包括：

一第四反射元件，能够反射所述第三反射光后形成所述出射光；

一第二角度调整机构，能够调整所述第四反射元件的反射面的一第二倾角。

可选地， 所述角度调整模组能够接收所述第二反射光后形成一出射光并调整所述出射光的倾角；所述角度调整模组包括：

一第三反射元件，能够反射所述第二反射光后形成所述出射光；

一二维俯仰调整架，包括：一第一角度调整机构，能够调整所述第三反射元件的反射面的一第三倾角；一第二角度调整机构，能够调整所述第三反射元件的反射面的一第四倾角；

一底座，所述二维俯仰调整架固定于所述底座上。

可选地， 所述二维俯仰调整架还包括一安装架和一镜架，所述镜架与所述安装架相对设置，所述安装架固定于所述底座上；所述第三反射元件安装于所述镜架上，所述镜架与所述安装架相对设置之间通过拉簧连接，所述第一角度调整机构和所述第二角度调整机构分别通过顶丝调节所述安装架与所述镜架之间的距离，所述第一角度调整机构能够使得所述第三反射元件绕一第一轴旋转，所述第二角度调整机构能够使得所述第三反射元件绕一第二轴旋转，所述第一轴垂直于所述第二轴。

可选地， 所述第一平移台、所述第二平移台、所述第一角度调整机构和所述第二角度调整机构中的一个或多个为电驱动。

本实用新型还提供了一种光学设备，包括上述的光路调整装置；和一显微物镜，能够接收来自所述光路调整装置的光。

本实用新型提供了光路调整装置和光学设备，该光路调整装置通过第一平移台使得出射光在一个方向平移，通过第二平移台使得出射光在另一个方向平移；该平移的两个方向的调整彼此相对独立，结构简单、操作方便。

附图说明

图1为本实用新型提供的一种光学设备的立体结构示意图；

图2为本实用新型提供的一种光路调整装置的立体结构示意图；

图3为本实用新型提供的一种角度调整模组的立体结构示意图。

附图标记说明：10 第一调整机构，11 第一反射元件，12 第一平移台，13 第一笼式直角调整架，14 第一安装座，20 第二调整机构，21 第二反射元件，22 第二平移台，23第二笼式直角调整架，24 第二安装座，30 角度调整模组，31 第三反射元件，32 二维俯仰调整架，33 底座，40显微物镜，121 第一台面， 221 第二台面，320 安装架，321 第一角度调整机构，322 第二角度调整机构，323 镜架，324 拉簧，325 顶丝，Ri 入射光，Ro 出射光，Re1 第一反射光，Re2 第二反射光，S1 第一平面，S2 第二平面，X 第一方向，Y 第二方向，Z第三方向。

具体实施方式

图1为本实用新型提供的一种光学设备的立体结构示意图；图2为本实用新型提供的一种光路调整装置的立体结构示意图；图3为本实用新型提供的一种角度调整模组的立体结构示意图。结合图1-3可以看出，该光学设备包括一光路调整装置；和一显微物镜40，能够接收来自光路调整装置的光。

该光路调整装置包括：

一第一调整机构10，包括：

一第一反射元件11，能够反射一入射光Ri后形成一第一反射光Re1；

一第一平移台12，能够带动第一反射元件11在一第一移动方向（图中未画出）上移动，第一移动方向不平行于第一反射元件11的反射面，第一反射元件11固定于第一平移台12上；和

一第二调整机构20，包括：

一第二反射元件21，能够反射第一反射光Re1后形成一第二反射光Re2，第二反射元件21的反射面倾斜于一第一平面S1，第一平面S1垂直于第一反射元件21的反射面；

一第二平移台22，能够带动第二反射元件21在一第二移动方向（图中未画出）上移动，第二移动方向平行于一第二平面S2且不平行于第二反射元件21的反射面，第二平面S2垂直于第一平面S1，第二反射元件21固定于第二平移台22上。

具体而言，入射光Ri到达第一反射元件11的反射面后被反射形成第一反射光Re1。入射光Ri和第一反射光Re1构成的平面垂直于第一反射元件11的反射面。第一平面S1垂直于第一反射元件11的反射面。设置入射光Ri和第一反射光Re1均位于第一平面S1内；并且设置入射光Ri沿第一方向X传输，第一反射光Re1沿第三方向Z传输。可选的，第一方向X垂直于第三方向Z。图中，以第一方向X位于水平方向，第三方向Z位于竖直方向为例，此时第一反射元件11的反射面与第一方向X的夹角为45度。本公开中，反射面指的是反射元件起到反射作用的面，入射光到达反射面后被反射为反射光。这样第一反射光Re1与第一反射元件11的反射面的夹角也为45度，入射光Ri垂直于第一反射光Re1。通常，第一反射元件11安装在第一平移台12上。使用过程中，第一反射元件11不被调整。

第一反射光Re1入射到第二反射元件21的反射面并被反射为第二反射光Re2。设置第二反射元件21使得其反射面倾斜于第一平面S1。这样，第二反射元件21的反射面不垂直于第一平面S1，也不平行于第一平面S1。可选的，设置第二反射元件21的反射面与第一平面S1的夹角为45度，这样也就与沿第三方向Z传输的第一反射光Re1的夹角为45度，第二反射光Re2就沿着第二方向Y出射。第二方向Y垂直于第一平面S1。通常，第二反射元件21安装在第二平移台22上。使用过程中，第二反射元件21不被调整。

操作第一平移台12使得第一反射元件11在第一移动方向移动时，由于第一移动方向不平行于第一反射元件11的反射面，这样第一反射元件11的反射面必然在其法线方向有一平移量，第一反射光Re1必然会在入射光Ri的传输方向（即第一方向X）上产生平移，第二反射光Re2也会在第一方向X上产生平移。

操作第二平移台22使得第二反射元件21在第二移动方向移动时，由于第二移动方向不平行于第二反射元件21的反射面，这样第二反射元件21的反射面必然在其法线方向有一平移量，第二反射光Re2必然会在第一反射光Re1的传输方向（即第三方向Z）上产生平移，第二反射光Re2也会在第三方向Z上产生平移。另外，第二移动方向平行于第二平面S2，并且第二平面S2垂直于第一平面S1。这样第一平移台12带动第一反射元件11平移使得第二反射光Re2在一个方向（即第一方向X）平移，第二平移台22带动第二反射元件21平移使得第二反射光Re2在另一个方向（即第三方向Z）平移，这两个方向彼此垂直且相互独立。这样的光路调整装置结构简单、操作方便。

在一个示意性的实施方式中，第一调整机构10还包括一第一笼式直角调整架13和一第一安装座14，第一平移台12包括一第一台面121，第一反射元件11安装于第一笼式直角调整架13中，第一笼式直角调整架13安装于第一安装座14上，第一安装座14安装于第一台面121上；和/或

第二调整机构20还包括一第二笼式直角调整架23和一第二安装座24，第二平移台22包括一第二台面221，第二反射元件21安装于第二笼式直角调整架23中，第二笼式直角调整架23安装于第二安装座24上，第二安装座24安装于第二台面221上。

在一个示意性的实施方式中，第一移动方向平行于第一平面S1；和/或第二移动方向与第一平面的夹角为0至90度。第一移动方向平行于第一平面S1，优选的第一移动方向垂直于第一反射元件11的反射面；在该移动方向上移动第一反射元件11的反射面使得第一反射光Re1的平移量大。可选的，第一移动方向与第一反射元件11的反射面的夹角为45度至90度。当入射光Ri沿着水平的第一方向X传输，第一反射光Re1沿着竖直的第三方向Z传输时，第一移动方向与第一反射元件11的反射面的夹角为45度表示第一移动方向平行于入射光Ri或第一反射光Re1，即第一移动方向为第一方向X（如图1-3所示）或第三方向Z。第一移动方向与第一反射元件11的反射面的夹角为90度表示第一移动方向平行于入射光Ri和第一反射光Re1的角平分线（即第一反射元件11的反射面的法线）。另外，第二移动方向与第一平面S1的夹角为0度表示第二移动方向平行于第三方向Z。第二移动方向与第一平面S1的夹角为90度表示第二移动方向平行于第二方向Y。

在一个示意性的实施方式中，该光学设备还包括一角度调整模组30，能够调整光路调整装置输出的光的倾角。

可选的，角度调整模组30设置于第一调整机构10和第二调整机构20之间的光路中，或者第一调整机构10设置于角度调整模组30和第二调整机构20之间的光路中，或者第二调整机构20设置于角度调整模组30和第一调整机构10之间的光路中。也就是说，角度调整模组30可以位于第一调整机构10和第二调整机构20之间或者位于二者之前或者位于二者之后。

在一个示意性的实施方式中，如图1-3所示，角度调整模组30能够接收第二反射光Re2后形成一出射光Ro并调整出射光Ro的倾角；角度调整模组30包括：

一第三反射元件31，能够反射第二反射光Re2后形成出射光Ro；

一二维俯仰调整架32，包括：一第一角度调整机构321，能够调整第三反射元件31的反射面的一第三倾角；一第二角度调整机构322，能够调整第三反射元件31的反射面的一第四倾角；

一底座33，二维俯仰调整架32固定于底座33上。

这样能够同时在第三倾角所在方向和第四倾角所在方向调整第三反射元件31的倾角，即用一个反射元件实现两个倾角的调整。

在一个示意性的实施方式中，二维俯仰调整架32还包括一安装架320和一镜架323，镜架323与安装架320相对设置，安装架320固定于底座33上；第三反射元件31安装于镜架323上，镜架323与安装架320相对设置之间通过拉簧324连接，第一角度调整机构321和第二角度调整机构322分别通过顶丝325调节安装架320与镜架323之间的距离，第一角度调整机构321能够使得第三反射元件31绕一第一轴（图中未画出）旋转，第二角度调整机构322能够使得第三反射元件绕一第二轴（图中未画出）旋转，第一轴垂直于第二轴。平衡时，拉簧324产生的回复力与顶丝325产生的撑力彼此平衡。可选的，第三倾角所在方向与第四倾角所在方向垂直，即输出的光在两个垂直的方向上调节倾角。这样，通过操作二维俯仰调整架32调整出射光Ro的传输的角度（即倾角），角度的两个方向调整彼此相对独立，调整简单方便，效率高。

在另一个示意性的实施方式中，角度调整模组30能够接收第二反射光Re2后形成一出射光Ro并调整出射光Ro的倾角；角度调整模组30包括：

一第三调整机构（图中未画出），包括：

一第三反射元件，能够反射第二反射光后形成一第三反射光；

一第一角度调整机构，能够调整第三反射元件的反射面的一第一倾角；和

一第四调整机构（图中未画出），包括：

一第四反射元件，能够反射第三反射光后形成出射光；

一第二角度调整机构，能够调整第四反射元件的反射面的一第二倾角。

这样能够在第一倾角所在方向调整第三反射元件31的倾角，并且在第二倾角所在方向调整第四反射元件的倾角，即用两个反射元件各自独立实现一个倾角的调整。

在一个示意性的实施方式中，第一平移台12、第二平移台22、第一角度调整机构321和第二角度调整机构322中的一个或多个为电驱动。可选的，这四个都是电驱动，就可以通过控制设备进行快速精准调整光路。

在一个示意性的实施方式中，第一反射元件11、第二反射元件21、第三反射元件31均为平面反射镜。本公开中，反射元件指的是具有反射功能的光学元件，还可以具有其他功能。例如反射元件还可以是分束器或二向色镜。另外，第四反射元件也可以为平面反射镜或分束器或二向色镜。

本实用新型还提供的光学设备中，出射光Ro通过显微物镜40后照射到待测样品（图中未画出）。可选的，显微物镜40的放大倍数可选为10倍、20倍、50倍或100倍。该光路调整装置能够用于实现出射光Ro的准直调节，使之对准显微物镜40的光轴。

需要说明的是，在本公开中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。在没有更多限制的情况下，“平行”包含在误差范围内的基本平行，“垂直”包含在误差范围内的基本垂直。在没有更多限制的情况下，“和/或”表示前后两个要素中的一个或两个；例如A和/或B，包括三种情况，即A，B，A和B。

尽管本实用新型的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本实用新型的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本实用新型的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本实用新型的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (10)

1.光路调整装置，其特征在于，包括：

一第一调整机构，包括：

一第一反射元件，能够反射一入射光后形成一第一反射光；

一第一平移台，能够带动所述第一反射元件在一第一移动方向上移动，所述第一移动方向不平行于所述第一反射元件的反射面，所述第一反射元件固定于所述第一平移台上；和

一第二调整机构，包括：

一第二反射元件，能够反射所述第一反射光后形成一第二反射光，所述第二反射元件的反射面倾斜于一第一平面，所述第一平面垂直于所述第一反射元件的反射面；

一第二平移台，能够带动所述第二反射元件在一第二移动方向上移动，所述第二移动方向平行于一第二平面且不平行于所述第二反射元件的反射面，所述第二平面垂直于所述第一平面，所述第二反射元件固定于所述第二平移台上。

2.根据权利要求1所述的光路调整装置，其特征在于，所述第一调整机构还包括一第一笼式直角调整架和一第一安装座，所述第一平移台包括一第一台面，所述第一反射元件安装于所述第一笼式直角调整架中，所述第一笼式直角调整架安装于所述第一安装座上，所述第一安装座安装于所述第一台面上；和/或

所述第二调整机构还包括一第二笼式直角调整架和一第二安装座，所述第二平移台包括一第二台面，所述第二反射元件安装于所述第二笼式直角调整架中，所述第二笼式直角调整架安装于所述第二安装座上，所述第二安装座安装于所述第二台面上。

3.根据权利要求1所述的光路调整装置，其特征在于，所述第一移动方向平行于所述第一平面；和/或所述第二移动方向与所述第一平面的夹角为0至90度。

4.根据权利要求1所述的光路调整装置，其特征在于，还包括一角度调整模组，能够调整所述光路调整装置输出的光的倾角。

5.根据权利要求4所述的光路调整装置，其特征在于，所述角度调整模组设置于所述第一调整机构和所述第二调整机构之间的光路中，或者所述第一调整机构设置于所述角度调整模组和所述第二调整机构之间的光路中，或者所述第二调整机构设置于所述角度调整模组和所述第一调整机构之间的光路中。

6.根据权利要求4所述的光路调整装置，其特征在于，所述角度调整模组能够接收所述第二反射光后形成一出射光并调整所述出射光的倾角；所述角度调整模组包括：

一第三调整机构，包括：

一第三反射元件，能够反射所述第二反射光后形成一第三反射光；

一第一角度调整机构，能够调整所述第三反射元件的反射面的一第一倾角；和

一第四调整机构，包括：

一第四反射元件，能够反射所述第三反射光后形成所述出射光；

一第二角度调整机构，能够调整所述第四反射元件的反射面的一第二倾角。

7.根据权利要求5所述的光路调整装置，其特征在于，所述角度调整模组能够接收所述第二反射光后形成一出射光并调整所述出射光的倾角；所述角度调整模组包括：

一第三反射元件，能够反射所述第二反射光后形成所述出射光；

一二维俯仰调整架，包括：一第一角度调整机构，能够调整所述第三反射元件的反射面的一第三倾角；一第二角度调整机构，能够调整所述第三反射元件的反射面的一第四倾角；

一底座，所述二维俯仰调整架固定于所述底座上。

8.根据权利要求7所述的光路调整装置，其特征在于，所述二维俯仰调整架还包括一安装架和一镜架，所述镜架与所述安装架相对设置，所述安装架固定于所述底座上；所述第三反射元件安装于所述镜架上，所述镜架与所述安装架相对设置之间通过拉簧连接，所述第一角度调整机构和所述第二角度调整机构分别通过顶丝调节所述安装架与所述镜架之间的距离，所述第一角度调整机构能够使得所述第三反射元件绕一第一轴旋转，所述第二角度调整机构能够使得所述第三反射元件绕一第二轴旋转，所述第一轴垂直于所述第二轴。

9.根据权利要求6-8任一项所述的光路调整装置，其特征在于，所述第一平移台、所述第二平移台、所述第一角度调整机构和所述第二角度调整机构中的一个或多个为电驱动。

10.光学设备，其特征在于，包括：权利要求1-9任一项所述的光路调整装置；和一显微物镜，能够接收来自所述光路调整装置的光。