RU2630196C2 - Laser autocomlimating microscope - Google Patents
Laser autocomlimating microscope Download PDFInfo
- Publication number
- RU2630196C2 RU2630196C2 RU2015150927A RU2015150927A RU2630196C2 RU 2630196 C2 RU2630196 C2 RU 2630196C2 RU 2015150927 A RU2015150927 A RU 2015150927A RU 2015150927 A RU2015150927 A RU 2015150927A RU 2630196 C2 RU2630196 C2 RU 2630196C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- beam splitter
- laser
- microscope according
- wavelength
- radiation source
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B9/00—Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
- G01B9/04—Measuring microscopes
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B21/00—Microscopes
- G02B21/0004—Microscopes specially adapted for specific applications
- G02B21/0016—Technical microscopes, e.g. for inspection or measuring in industrial production processes
Landscapes
- Microscoopes, Condenser (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к оптико-электронному приборостроению и может быть использовано для проведения высокоточных угловых и линейных измерений при юстировке оптических систем, а также для контроля погрешностей центрирования линз объективов видимого, ближневолнового, средневолнового и длинноволнового диапазонов инфракрасного излучения.The invention relates to optical-electronic instrumentation and can be used to perform high-precision angular and linear measurements during the alignment of optical systems, as well as to control errors in centering the lenses of the visible, near-wave, medium and long-wavelength ranges of infrared radiation.
Известны различные устройства одноканальных цифровых и фотоэлектрических автоколлиматоров, предназначенные для регистрации углового отклонения зеркала относительно двух ортогональных осей. Технические решения по созданию цифровых и фотоэлектрических автоколлиматоров и автоколлимационных углоизмерительных устройств защищены рядом патентов РФ и США таких, как патент US №6628405 «Optical angle finder and coaxial alignment device», МПК G01B 9/02, опубл. 30.09.2003; патент US №7227627 «Optical biaxial angle sensor», МПК G01B 11/26, опубл. 05.06.2007; патент RU №2353960, МПК G02B 27/30, опубл. 27.04.2009, под названием «Автоколлиматор для измерения плоских углов»; патент RU №2437058, MПК G01B 9/00, опубл. 18.02.2008, под названием «Цифровой двухкоординатный динамический авто коллиматор».There are various devices of single-channel digital and photoelectric autocollimators designed to register the angular deviation of the mirror relative to two orthogonal axes. Technical solutions for the creation of digital and photoelectric auto-collimators and auto-collimation angle-measuring devices are protected by a number of patents of the Russian Federation and the USA, such as US patent No. 6628405 "Optical angle finder and coaxial alignment device", IPC G01B 9/02, publ. 09/30/2003; US patent No. 7227627 "Optical biaxial angle sensor", IPC G01B 11/26, publ. 06/05/2007; RU patent No. 2353960, IPC G02B 27/30, publ. 04/27/2009, under the name "Auto-collimator for measuring flat angles"; RU patent No. 2437058, IPC G01B 9/00, publ. 02/18/2008, under the name "Digital two-coordinate dynamic auto collimator."
Среди оптических измерительных приборов и устройств известен цифровой автоколлиматор, описанный в патенте РФ на полезную модель №97835, МПК G02B 27/30, опубл. 20.09.2010, включающий осветитель, размещенные по ходу луча конденсор, марку, светоделитель, объектив, автоколлимационное зеркало, установленное с возможностью юстировки по двум угловым координатам, матричный фотоприемник с блоком обработки информации, причем марка и матричный фотоприемник установлены в фокальной плоскости объектива. Марка выполнена в виде круга. Блок обработки информации включает программные средства определения пространственных координат геометрического центра круга. Однако, данное устройство имеет только один измерительный канал и отсутствует возможность работы в режиме автоколлимационного микроскопа.Among the optical measuring instruments and devices known digital autocollimator described in the patent of the Russian Federation for utility model No. 97835, IPC G02B 27/30, publ. 09/20/2010, including a illuminator, a condenser, a brand, a beam splitter, a lens, an autocollimation mirror installed with the possibility of alignment along two angular coordinates, an array photodetector with an information processing unit, the mark and the array photodetector installed in the focal plane of the lens. The stamp is made in the form of a circle. The information processing unit includes software for determining the spatial coordinates of the geometric center of the circle. However, this device has only one measuring channel and there is no possibility of working in the autocollimation microscope mode.
Примером совмещения двух спектральных независимых каналов может служить двухканальная информационная коллиматорная система с индикаторами на общей оптической оси, описанная в патенте РФ №2562933, МПК G02B 27/01, G02B 27/30, G02B 27/34, F41G 1/30, опубл. 10.09.2015.An example of combining two spectral independent channels is a two-channel information collimator system with indicators on a common optical axis, described in RF patent No. 2562933, IPC G02B 27/01, G02B 27/30, G02B 27/34, F41G 1/30, publ. 09/10/2015.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности устройством является автоколлимационный микроскоп с точечным источником, описанный в заявке US №2002/0054296 А1, МПК G02B 26/06, G02B 21/00, опубл. 09.05.2002. В данном устройстве излучение от точечного источника излучения поступает на светоделитель, выполненный в виде куб-призмы, к одной из граней которой приклеена опорная сферическая поверхность. Опорная сферическая поверхность формирует реперную точку. Напротив рабочей грани светоделительного куба, содержащей опорную сферическую поверхность, расположено многоэлементное фотоприемное устройство. В автоколлимационном микроскопе излучение от точечного источника излучения попадает на светоделитель. Прошедшая часть излучения с помощью коллимирующего объектива преобразуется в параллельный оптической оси устройства пучок лучей и направляется в фокусирующий объектив устройства. С помощью фокусирующего объектива излучение собирается в точку в предметной плоскости. Предметная плоскость фокусирующего объектива может быть совмещена с контролируемой оптической поверхностью или ее центром кривизны. Отраженное от контролируемой оптической поверхности излучение проходит в обратном ходе фокусирующий объектив, коллимирующий объектив и, отразившись от светоделителя, формирует автоколлимационное изображение на многоэлементном фотоприемном устройстве, расположенном в фокусе коллимирующего объектива. Часть излучения от точечного источника, отраженная от грани светоделителя, направляется на опорную сферическую поверхность. Отразившись от нее, излучение собирается в точку в фокусе этой поверхности, положение которого совпадает с многоэлементным фотоприемным устройством. Таким образом формируется реперная точка на многоэлементном фотоприемном устройстве. Для выполнения угловых измерений на выходе из устройства может быть получен коллимированный пучок лучей путем удаления из хода лучей фокусирующего объектива, либо установкой по ходу лучей после фокусирующего объектива вспомогательного коллимирующего объектива.Closest to the proposed invention according to the technical essence of the device is an autocollimation microscope with a point source, described in application US No. 2002/0054296 A1, IPC G02B 26/06,
Таким образом, с помощью данного автоколлимационного микроскопа возможен контроль оптических систем на одной рабочей длине волны излучения. Осуществление измерений в широком спектральном диапазоне на данном микроскопе невозможно.Thus, using this autocollimation microscope, it is possible to control optical systems at one working radiation wavelength. Making measurements in a wide spectral range on this microscope is impossible.
Задачей заявленного изобретения является создание лазерного автоколлимационного микроскопа с повышенными функциональными характеристиками и повышенной точностью измерений.The objective of the claimed invention is the creation of a laser autocollimation microscope with enhanced functional characteristics and increased measurement accuracy.
Технический результат - возможность проведения высокоточных угловых и линейных измерений, в том числе с целью центрирования оптических систем видимого, ближневолнового, средневолнового и длинноволнового диапазонов инфракрасного излучения на одном приборе без изменения конструкции или замены отдельных узлов и элементов, а также минимизация габаритов устройства.The technical result is the ability to conduct high-precision angular and linear measurements, including with the aim of centering the optical systems of the visible, near-wave, medium, and long-wavelength ranges of infrared radiation on one device without changing the design or replacing individual nodes and elements, as well as minimizing the dimensions of the device.
Указанный технический результат достигается тем, что лазерный автоколлимационный микроскоп включает в себя первый измерительный канал, состоящий из размещенных по ходу луча источника излучения с длиной волны λ1, первого коллимирующего объектива, первого светоделителя, светоделительная грань которого расположена под углом к оптической оси первого коллимирующего объектива, в отраженных лучах первого светоделителя расположен фокусирующий объектив, а в проходящих - первый многоэлементный приемник излучения, при этом в предметной плоскости фокусирующего объектива расположена контролируемая поверхность. В отличие от известного, между первым светоделителем и фокусирующим объективом введен первый спектроделитель, спектроделительная грань которого расположена под углом к оптической оси фокусирующего объектива, за первым светоделителем в продолжение оптической оси первого коллимирующего объектива расположена перпендикулярно оптической оси светопоглощающая пластина, а между первым светоделителем и первым многоэлементным приемником излучения расположен первый объектив, и дополнительно введен второй измерительный канал, состоящий из источника излучения с длиной волны λ2 и размещенных по ходу луча второго коллимирующего объектива, второго спектроделителя, спектроделительная грань которого расположена под углом к оптической оси второго коллимирующего объектива, при этом, в отраженных лучах второго спектроделителя расположен второй светоделитель, в свою очередь, в преломленных лучах второго светоделителя расположен второй объектив, а за ним второй многоэлементный приемник излучения, при этом светоделительная грань второго светоделителя расположена под углом к оптической оси второго объектива, а в отраженных лучах второго светоделителя расположен первый спектроделитель, спектроделительная грань которого расположена под углом к оптической оси второго объектива.The indicated technical result is achieved in that the laser autocollimation microscope includes a first measuring channel, consisting of a radiation source with a wavelength of λ 1 placed along the beam, a first collimating lens, a first beam splitter, the beam splitting face of which is at an angle to the optical axis of the first collimating lens , a focusing lens is located in the reflected rays of the first beam splitter, and in the transmitted rays is the first multi-element radiation detector, while in the subject plane The focusing lens has a controlled surface. In contrast to the known one, a first spectrometer is introduced between the first beam splitter and the focusing lens, the spectrometer of which is located at an angle to the optical axis of the focusing lens, behind the first beam splitter, a light-absorbing plate is perpendicular to the optical axis of the first collimating lens, and between the first beam splitter and the first a multi-element radiation detector is located the first lens, and an additional second measuring channel is introduced, consisting of a radiation source with a wavelength of λ 2 and placed along the beam of the second collimating lens, the second spectrometer, the spectrodividing face of which is located at an angle to the optical axis of the second collimating lens, while the second beam splitter is located in the reflected rays of the second spectrometer, in turn, in the refracted the second beam splitter, a second lens is located, followed by a second multi-element radiation detector, while the beam splitter of the second beam splitter is at an angle to the opt the axis of the second lens, and in the reflected rays of the second beam splitter there is a first spectrometer, the spectrodividing face of which is located at an angle to the optical axis of the second lens.
Кроме того лазерный автоколлимационный микроскоп может быть дополнен юстировочным каналом, содержащим источник коллимированного излучения с длиной волны λ3 видимого диапазона, размещенный за вторым спектроделителем на оптической оси, соединяющей второй спектроделитель и второй светоделитель, и оптически связанный через второй спектроделитель и второй светоделитель с первым спектроделителем. Кроме того, в лазерном автоколлимационном микроскопе либо источник излучения с длиной волны λ1, либо источник излучения с длиной волны λ2, либо оба источника излучения с длиной волны λ1 и λ2, могут быть выполнены в виде источников когерентного излучения. Кроме того, источник излучения с длиной волны λ1 или источник излучения с длиной волны λ2 может быть выполнен в виде подсвечиваемой осветителем точечной диафрагмы. Кроме того, источник излучения с длиной волны λ1 или источник излучения с длиной волны λ2 может быть выполнен в виде торца волоконно-оптического кабеля, сопряженного с внешним лазером. Кроме того, источник излучения с длиной волны λ1 или источник излучения с длиной волны λ2 может быть выполнен в виде светодиода. Кроме того, либо первый светоделитель, либо второй светоделитель, либо оба светоделителя могут быть выполнены в виде неполяризационного светоделительного куба. Кроме того, либо первый светоделитель, либо второй светоделитель, может быть выполнен в виде поляризационного светоделительного куба, а за ним установлена четвертьволновая фазовая пластина, либо оба светоделителя могут быть выполнены в виде поляризационных светоделительных кубов, а за ними установлены четвертьволновые фазовые пластины. Кроме того, первый многоэлементный приемник излучения может быть выполнен охлаждаемым многоэлементным приемником инфракрасного излучения на основе соединений кадмий-ртуть-теллур, или охлаждаемым многоэлементным приемником инфракрасного излучения на основе антимонида индия, или охлаждаемым многоэлементным приемником инфракрасного излучения на квантово-размерных ямах, или охлаждаемым многоэлементным приемником инфракрасного излучения на барьерах Шоттки, или в виде неохлаждаемого микроболометрического многоэлементного приемника инфракрасного излучения на основе аморфного кремния, или в виде неохлаждаемого микроболометрического многоэлементного приемника инфракрасного излучения на основе оксида ванадия.In addition, the laser autocollimation microscope can be supplemented with an alignment channel containing a collimated radiation source with a wavelength of λ 3 of the visible range, located behind the second spectrometer on the optical axis connecting the second spectrometer and the second beam splitter, and optically coupled through the second spectrometer and the second beam splitter with the first spectrometer . In addition, in a laser autocollimation microscope, either a radiation source with a wavelength of λ 1 , or a radiation source with a wavelength of λ 2 , or both radiation sources with a wavelength of λ 1 and λ 2 , can be made in the form of coherent radiation sources. In addition, a radiation source with a wavelength of λ 1 or a radiation source with a wavelength of λ 2 can be made in the form of a spot iris illuminated by the illuminator. In addition, a radiation source with a wavelength of λ 1 or a radiation source with a wavelength of λ 2 can be made in the form of an end of a fiber optic cable, coupled with an external laser. In addition, a radiation source with a wavelength of λ 1 or a radiation source with a wavelength of λ 2 can be made in the form of an LED. In addition, either the first beam splitter, or the second beam splitter, or both beam splitters can be made in the form of a non-polarizing beam splitter cube. In addition, either the first beam splitter or the second beam splitter can be made in the form of a polarizing beam-splitting cube, and a quarter-wave phase plate is installed behind it, or both beamsplitter can be made in the form of polarizing beam-splitting cubes, and quarter-wave phase plates are installed behind them. In addition, the first multi-element radiation detector can be made of a cooled multi-element infrared detector based on cadmium-mercury-tellurium compounds, or a cooled multi-element infrared detector based on indium antimonide, or a cooled multi-element infrared detector on quantum-well wells, or a cooled multi-element a receiver of infrared radiation at Schottky barriers, or in the form of an uncooled microbolometric multielement receiver infrared radiation based on amorphous silicon, or in the form of an uncooled microbolometric multielement infrared detector based on vanadium oxide.
На фиг. 1 представлена оптическая схема лазерного автоколлимационного микроскопа.In FIG. 1 shows an optical scheme of a laser autocollimation microscope.
На фиг. 2 представлена оптическая схема лазерного автоколлимационного микроскопа, дополненного котировочным каналом.In FIG. Figure 2 shows the optical scheme of a laser autocollimation microscope supplemented with a quotation channel.
На фиг. 3 представлена оптическая схема лазерного автоколлимационного микроскопа с источником излучения с длиной волны λ1, выполненным в виде торца волоконно-оптического кабеля из поликристаллического волокна, сопряженного с внешним лазером.In FIG. Figure 3 shows the optical scheme of a laser autocollimation microscope with a radiation source with a wavelength of λ 1 made in the form of the end of a fiber-optic cable made of polycrystalline fiber coupled to an external laser.
На фиг. 4 представлена оптическая схема лазерного автоколлимационного микроскопа, у которого первый светоделитель, выполнен в виде неполяризационного светоделительного куба.In FIG. Figure 4 shows the optical scheme of a laser autocollimation microscope, in which the first beam splitter is made in the form of a non-polarization beam splitter cube.
На фиг. 5 представлена оптическая схема лазерного автоколлимационного микроскопа, у которого второй светоделитель выполнен в виде неполяризационного светоделительного куба.In FIG. 5 is an optical diagram of a laser autocollimation microscope, in which the second beam splitter is made in the form of a non-polarization beam splitter cube.
На фиг. 6 представлена оптическая схема лазерного автоколлимационного микроскопа, у которого первый светоделитель выполнен в виде поляризационного светоделительного куба с четвертьволновой фазовой пластиной.In FIG. Figure 6 shows the optical scheme of a laser autocollimation microscope, in which the first beam splitter is made in the form of a polarizing beam splitting cube with a quarter-wave phase plate.
На фиг. 7 представлена оптическая схема лазерного автоколлимационного микроскопа, у которого второй светоделитель выполнен в виде поляризационного светоделительного куба с четвертьволновой фазовой пластиной.In FIG. 7 is an optical diagram of a laser autocollimation microscope, in which the second beam splitter is made in the form of a polarization beam splitter cube with a quarter-wave phase plate.
На фиг. 8 представлена оптическая схема лазерного автоколлимационного микроскопа с обоими светоделителями, выполненным в виде неполяризационных светоделительных кубов.In FIG. Figure 8 shows the optical scheme of a laser autocollimation microscope with both beam splitters made in the form of nonpolarizing beam splitting cubes.
На фиг. 9 представлена оптическая схема лазерного автоколлимационного микроскопа с обоими светоделителями, выполненным в виде поляризационных светоделительных кубов с четвертьволновыми фазовыми пластинами.In FIG. Figure 9 shows the optical scheme of a laser autocollimation microscope with both beam splitters made in the form of polarizing beam splitting cubes with quarter-wave phase plates.
Лазерный автоколлимационный микроскоп (фиг. 1) состоит из двух измерительных каналов. Первый измерительный канал содержит оптически сопряженные источник излучения 1 с длиной волны λ1, по ходу луча которого расположен первый коллимирующий объектив 2 и первый светоделитель 3, выполненный в виде светоделительной пластины. Излучение, прошедшее через первый светоделитель 3, поглощается поглотителем излучения 4, а отраженное под углом 45° от первого светоделителя излучение направляется на первый спектроделитель 5, расположенный под углом 45° к оптической оси фокусирующего объектива 6, расположенного за первым спектроделителем 5 по ходу отраженного луча. В фокальной плоскости фокусирующего объектива 6 расположена контролируемая поверхность. Отраженное от контролируемой поверхности излучение проходит в обратном ходе через фокусирующий объектив 6, первый спектроделитель 5, первый светоделитель 3, плоское зеркало 7, также установленное под углом 45° к оптической оси фокусирующего объектива 6 и попадает на первый объектив 8, в фокальной плоскости которого расположен первый многоэлементный приемник излучения 9. Второй измерительный канал содержит оптически сопряженные источник излучения 10 с длиной волны λ2, по ходу луча которого расположен второй коллимирующий объектив 11, второй спектроделитель 12, расположенный под углом 45° к оптической оси коллимирующего объектива 11, в отраженных лучах спектроделителя 12 под углом 45° к преломленной оптической оси коллимирующего объектива 11 расположен второй светоделитель 13. Отраженная часть лучей после второго светоделителя 13 попадает на первый спектроделитель 5, отражается от него, проходит фокусирующий объектив 6 и отражается обратно контролируемой поверхностью. Отраженное от контролируемой поверхности излучение проходит в обратном ходе фокусирующий объектив 6, отражается от первого спектроделителя 5, проходит второй светоделитель 13 и попадает во второй объектив 14, в фокальной плоскости которого расположен второй многоэлементный приемник излучения 15.Laser autocollimation microscope (Fig. 1) consists of two measuring channels. The first measuring channel contains an optically coupled
Кроме того, лазерный автоколлимационный микроскоп может быть дополнен юстировочным каналом, содержащим источник коллимированного излучения 16 с длиной волны λ3 видимого диапазона, расположенный за вторым спектроделителем 12 на оптической оси соединяющей второй спектроделитель 12 и второй светоделитель 13, при этом излучение от источника излучения 16 с длиной волны λ3 проходит через второй спектроделитель 12, а от второго светоделителя 13 отражается в сторону первого спектроделителя 5.In addition, a laser autocollimation microscope can be supplemented with an alignment channel containing a collimated
В качестве источника излучения 1 может быть использован лазерный диод (фиг. 1), торец волоконно-оптического кабеля, сопряженного с внешним лазером. Источник излучения 1 может представлять собой точечную диафрагму, подсвечиваемую осветителем. Источник излучения 1 может представлять собой светодиод. Возможно использование любого из перечисленных источников без конденсора, либо с конденсором из одной или нескольких линз со сферическими или асферическими поверхностями.As a
В качестве источника излучения 2 может быть использован лазерный диод (фиг. 1), торец волоконно-оптического кабеля, сопряженного с внешним лазером, либо светодиод. Источник излучения 1 может представлять собой точечную диафрагму, подсвечиваемую осветителем. Возможно использование любого из перечисленных источников без конденсора, либо с конденсором из одной или нескольких линз со сферическими или асферическими поверхностями.As a
В лазерном автоколлимационном микроскопе (фиг. 2) дополнительно введен юстировочный канал, содержащий источник коллимированного излучения 16 с длиной волны λ3 видимого диапазона, расположенный за вторым спектроделителем 12 на оптической оси соединяющей второй спектроделитель 12 и второй светоделитель 13, при этом излучение от источника излучения 16 с длиной волны λ3 проходит через второй спектроделитель 12, а от второго светоделителя 13 отражается в сторону первого спектроделителя 5.In the laser autocollimation microscope (Fig. 2), an adjustment channel is additionally introduced, containing a collimated
В лазерном автоколлимационном микроскопе (фиг. 3) в качестве источника излучения 10 с длиной волны λ2, может быть использован торец волоконно-оптического кабеля 17, сопряженного через объектив ввода 18 с внешним лазером 19.In a laser autocollimation microscope (Fig. 3), the end face of a
В лазерном автоколлимационном микроскопе (фиг. 4) первый светоделитель 3 может быть выполнен в виде неполяризационного светоделительного куба.In a laser autocollimation microscope (Fig. 4), the
В лазерном автоколлимационном микроскопе (фиг. 5) второй светоделитель 13 может быть выполнен в виде неполяризационного светоделительного куба.In a laser autocollimation microscope (Fig. 5), the
В лазерном автоколлимационном микроскопе (фиг. 6) первый светоделитель 3 может быть выполнен в виде поляризационного светоделительного куба и в ход лучей между первым светоделителем 3 и первым спектроделителем 5 установлена четвертьволновая фазовая пластина 20. Первый светоделитель 3 и фазовая пластина 20 могут быть конструктивно объединены в единый блок, либо могут не объединяться в единый блок - в зависимости от требований к габаритам и эргономике устройства.In a laser autocollimation microscope (Fig. 6), the
В лазерном автоколлимационном микроскопе (фиг. 7) второй светоделитель 13 может быть выполнен в виде поляризационного светоделительного куба и в ход лучей между второй светоделителем 13 и первым спектроделителем 5 установлена четвертьволновая фазовая пластина 21. Второй светоделитель 13 и фазовая пластина 21 могут быть конструктивно объединены в единый блок, либо могут не объединяться в единый блок - в зависимости от требований к габаритам и эргономике устройства.In a laser autocollimation microscope (Fig. 7), the
В лазерном автоколлимационном микроскопе (фиг. 8) первый светоделитель 3 и второй светоделитель 13 могут быть выполнены в виде неполяризационных светоделительных кубов.In a laser autocollimation microscope (Fig. 8), the
В лазерном автоколлимационном микроскопе (фиг. 9) первый светоделитель 3 и второй светоделитель 13 могут быть выполнены в виде поляризационных светоделительных кубов, а между первым светоделителем 3 и первым спектроделителем 5 установлена четвертьволновая фазовая пластина 20 и между вторым светоделителем 13 и первым спектроделителем 5 установлена четвертьволновая фазовая пластина 21.In a laser autocollimation microscope (Fig. 9), the
В качестве многоэлементного приемника излучения 9 могут быть использованы охлаждаемые (на основе соединений кадмий-ртуть-теллур, на базе барьеров Шотки, на базе антимонида индия, на квантово-размерных ямах) и неохлаждаемые (микроболометрические на основе оксида ванадия или аморфного кремния) многоэлементные приемники инфракрасного излучения. В зависимости от требований к габаритам устройства из хода лучей может быть удалено зеркало 7, либо возможно изменение его плоскости наклона. В зависимости от требований к габаритам устройства возможно изменение плоскости наклона второго спектроделителя 12.As a
Лазерный автоколлимационный микроскоп работает следующим образом. В первом измерительном канале излучение с длиной волны λ1 от источника излучения 1, пройдя коллимирующий объектив 2, попадает на первый светоделитель 3. Часть излучения, пройдя первый светоделитель 3, поглощается поглотителем излучения 4, материал которого подбирается в зависимости от параметров источника излучения 1 с длиной волны λ1. Оставшаяся часть излучения отражается от первого светоделителя 3, проходит первый спектроделитель 5 и с помощью фокусирующего объектива 6 сводится в точку в предметной плоскости микроскопа. Предметная плоскость микроскопа может быть совмещена с контролируемой оптической поверхностью или ее центром кривизны. Отраженное от контролируемой поверхности излучение проходит в обратном ходе фокусирующий объектив 6, первый спектроделитель 5, первый светоделитель 3 и, отразившись от зеркала 7, попадает в объектив 8, который формирует автоколлимационное изображение точки на чувствительной поверхности первого многоэлементного приемника излучения 9. Во втором измерительном канале излучение с длиной волны λ2 от источника излучения 10 попадает во второй коллимирующий объектив 11, далее отражается от второго спектроделителя 12 и попадает на второй светоделитель 13. После отражения от второго светоделителя 13, излучение отражается от первого спектроделителя 5 и затем с помощью фокусирующего объектива 6 сводится в точку в предметной плоскости микроскопа. Предметная плоскость микроскопа может быть совмещена с контролируемой оптической поверхностью или ее центром кривизны. Отраженное от контролируемой поверхности излучение проходит в обратном ходе фокусирующий объектив 6, отражается от первого спектроделителя 5, проходит через второй светоделитель 13 и попадает в объектив 14, который формирует автоколлимационное изображение точки на чувствительной поверхности второго многоэлементного приемника излучения 15. Юстировочный канал визуализирует общую оптическую ось устройства. Первый спектроделитель 5 пропускает излучение с длиной волны λ1 от источника излучения первого измерительного канала и отражает излучение с длиной волны λ2 от источника излучения второго измерительного канала и излучение с длиной волны λ3 от источника излучения котировочного канала. Для проведения угловых измерений фокусирующий объектив удаляется из хода лучей.Laser autocollimation microscope works as follows. In the first measuring channel, radiation with a wavelength of λ 1 from the
Технический результат - возможность проведения высокоточных угловых и линейных измерений, в том числе с целью центрирования оптических систем видимого, ближневолнового, средневолнового и длинноволнового диапазонов инфракрасного излучения на одном приборе без изменения конструкции или замены отдельных узлов и элементов, а также минимизация габаритов устройства. Указанный технический результат заявленного изобретения достигается тем, что в лазерном автоколлимационном микроскопе используются два независимых измерительных канала с различными рабочими длинами волн излучения λ1 и λ2. Рабочие длины волн λ1 и λ2 выбраны с учетом возможности контроля оптических систем как видимого диапазона, так и ближневолнового, средневолнового и длинноволнового диапазонов инфракрасного излучения без замены или перенастройки используемых источников излучения. Оба канала сводятся на общую оптическую ось с помощью светоделительных и спектроделительных элементов. Сохранение малых габаритов достигается применением малогабаритных когерентных источников излучения. Высокая точность измерений обеспечивается за счет минимальных размеров сфокусированного лазерного пятна в плоскостях приемников излучения и применением высокоэффективных алгоритмов вычисления и обработки изображения.The technical result is the ability to conduct high-precision angular and linear measurements, including with the aim of centering the optical systems of the visible, near-wave, medium, and long-wavelength ranges of infrared radiation on one device without changing the design or replacing individual nodes and elements, as well as minimizing the dimensions of the device. The specified technical result of the claimed invention is achieved by the fact that two independent measuring channels with different operating radiation wavelengths λ 1 and λ 2 are used in a laser autocollimation microscope. The operating wavelengths λ 1 and λ 2 are selected taking into account the possibility of controlling optical systems both in the visible range and in the near-wave, medium, and long-wave ranges of infrared radiation without replacing or reconfiguring the used radiation sources. Both channels are reduced to a common optical axis using beam-splitting and spectro-splitting elements. Preservation of small dimensions is achieved by using small-sized coherent radiation sources. High measurement accuracy is ensured by the minimum size of the focused laser spot in the planes of the radiation receivers and the use of highly efficient algorithms for computing and image processing.
Claims (23)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015150927A RU2630196C2 (en) | 2015-11-27 | 2015-11-27 | Laser autocomlimating microscope |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015150927A RU2630196C2 (en) | 2015-11-27 | 2015-11-27 | Laser autocomlimating microscope |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2015150927A RU2015150927A (en) | 2017-06-01 |
RU2630196C2 true RU2630196C2 (en) | 2017-09-05 |
Family
ID=59031680
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015150927A RU2630196C2 (en) | 2015-11-27 | 2015-11-27 | Laser autocomlimating microscope |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2630196C2 (en) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6335824B1 (en) * | 1998-03-20 | 2002-01-01 | Genetic Microsystems, Inc. | Wide field of view and high speed scanning microscopy |
US6339498B1 (en) * | 1999-04-27 | 2002-01-15 | Olympus Optical Co., Ltd. | Ultraviolet microscope optical system and optical filter used in the same optical system |
US20020054296A1 (en) * | 2000-10-19 | 2002-05-09 | Parks Robert E. | Point source microscope: device, methods and assembly procedures |
US6396069B1 (en) * | 1999-06-25 | 2002-05-28 | Macpherson David C. | Topographer for real time ablation feedback having synthetic wavelength generators |
US20050012929A1 (en) * | 2000-06-15 | 2005-01-20 | Booker David Dickson | Universal microplate analyzer |
RU2549992C2 (en) * | 2010-01-07 | 2015-05-10 | Рсп Системс А/С | APPARATUS FOR in vivo NON-INVASIVE ANALYSIS BY RAMAN SCATTERING SPECTROSCOPY |
-
2015
- 2015-11-27 RU RU2015150927A patent/RU2630196C2/en active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6335824B1 (en) * | 1998-03-20 | 2002-01-01 | Genetic Microsystems, Inc. | Wide field of view and high speed scanning microscopy |
US6339498B1 (en) * | 1999-04-27 | 2002-01-15 | Olympus Optical Co., Ltd. | Ultraviolet microscope optical system and optical filter used in the same optical system |
US6396069B1 (en) * | 1999-06-25 | 2002-05-28 | Macpherson David C. | Topographer for real time ablation feedback having synthetic wavelength generators |
US20050012929A1 (en) * | 2000-06-15 | 2005-01-20 | Booker David Dickson | Universal microplate analyzer |
US20020054296A1 (en) * | 2000-10-19 | 2002-05-09 | Parks Robert E. | Point source microscope: device, methods and assembly procedures |
RU2549992C2 (en) * | 2010-01-07 | 2015-05-10 | Рсп Системс А/С | APPARATUS FOR in vivo NON-INVASIVE ANALYSIS BY RAMAN SCATTERING SPECTROSCOPY |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2015150927A (en) | 2017-06-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN100535767C (en) | Focusing leveling measuring method and device | |
CN101715539B (en) | Single-polarizer focused-beam ellipsometer | |
CN109579780B (en) | Polarization-based light splitting auto-collimation three-dimensional angle measuring device and method | |
US20140063491A1 (en) | Boresight error monitor for laser radar integrated optical assembly | |
CN106052596B (en) | Based on remote emergent pupil, small pupil diameter than design high precision photoelectric autocollimator | |
CN102589428B (en) | Asymmetric-incidence-based sample axial position tracking and correcting method and device | |
US7079247B2 (en) | Instantaneous polarization measurement system and method | |
US11668567B2 (en) | Surveying instrument | |
TWI659201B (en) | Method of identifying a location of a focal point of an optical system,method of testing devices each of which includes one or more elements,and system for measuring fetures of an optical sistem comprising one or more elements | |
CN106094234A (en) | Self-aligning optical path system with polarization beam splitting element | |
RU2690723C1 (en) | Method and device for automatic adjustment of mirror telescopes | |
CN104165582A (en) | Phase shift point-diffraction interference detection device and method based on reflecting grating | |
CN102385170A (en) | Optical system for measuring and regulating center deviation of optics lens at high precision | |
CN205942120U (en) | Self-aligning optical path system with polarization beam splitting element | |
CN109387161A (en) | Auto-collimation system | |
CN113465520A (en) | System and method for realizing measurement of thickness and inclination angle of transparent material | |
US9535200B2 (en) | Complete-stokes fourier-domain imaging polarimeter | |
RU2470258C1 (en) | Angle measurement device | |
JP2001091223A (en) | Spacing measuring method and device | |
CN111562001B (en) | Double-path four-channel polarization interference imaging system and method | |
CN106352985B (en) | Asymmetric spatial heterodyne spectrometer structure | |
JP2000241128A (en) | Plane-to-plane space measuring apparatus | |
KR102642068B1 (en) | Observing instrument including an autocollimator comprising a mirror mounted on a star tracker | |
US20140185052A1 (en) | Fourier-transform spectrometer and method | |
RU2630196C2 (en) | Laser autocomlimating microscope |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
QA4A | Patent open for licensing |
Effective date: 20201009 |