專利名稱：一種光學(xué)元件二維調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光學(xué)元件技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種在光學(xué)儀器裝校過程中對光學(xué)元件進(jìn)行位置調(diào)整的光學(xué)元件調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
在光學(xué)儀器裝校過程中經(jīng)常需要對光學(xué)元件的位置沿空間X、Y、Z三個(gè)軸向進(jìn)行調(diào)整，這樣的調(diào)整通常是借助調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的。例如，軸向位移可以采用導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)完成，轉(zhuǎn)角調(diào)整可以采用傾斜機(jī)構(gòu)完成。如果需要對多個(gè)自由度進(jìn)行調(diào)整，就需要對由這些調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)組成的組合機(jī)構(gòu)進(jìn)行疊加調(diào)整。但是，在有些結(jié)構(gòu)緊湊地方?jīng)]有足夠的空間放置這種組合機(jī)構(gòu)。這時(shí)，就需要一種能夠?qū)崿F(xiàn)疊加調(diào)節(jié)的體積較小的機(jī)構(gòu)。
此外，在有些光學(xué)儀器中，部分光學(xué)元件不僅需要調(diào)整方位，在測量過程中還需要連接電機(jī)，使光學(xué)元件進(jìn)行旋轉(zhuǎn)或移動(dòng)。例如，在利用橢圓偏振法測量樣品薄膜結(jié)構(gòu)時(shí)，就需要對橢圓偏振儀中起偏器、檢偏器和相位補(bǔ)償器中其中一個(gè)儀器進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。以旋轉(zhuǎn)相位補(bǔ)償器為例，在測量前需要調(diào)節(jié)相位補(bǔ)償器的方位，以使其表面與電機(jī)旋轉(zhuǎn)軸垂直，這時(shí)，就需要在相位補(bǔ)償器座上安裝一個(gè)二維調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，調(diào)節(jié)相位補(bǔ)償器的方位，以保證其在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)以電機(jī)旋轉(zhuǎn)軸方向?yàn)檩S?，F(xiàn)有技術(shù)中有一種二維微調(diào)機(jī)構(gòu)，在該機(jī)構(gòu)中心設(shè)置有鋼球，鋼球的上、下分別設(shè)置有兩塊平行的板，該兩塊板通過彈簧聯(lián)結(jié)；在以鋼球的球心為原點(diǎn)的X、Y兩個(gè)方向上分別設(shè)有螺紋副a，b，分別調(diào)節(jié)螺紋副a，b即可對X、Y兩個(gè)方向進(jìn)行微調(diào)節(jié)。由于該微調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)通過彈簧聯(lián)結(jié)，其結(jié)構(gòu)在動(dòng)態(tài)不夠穩(wěn)定，在與轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)相連的情況下，電機(jī)的振動(dòng)會(huì)導(dǎo)致與該電機(jī)相連的光學(xué)元件也發(fā)生振動(dòng)，導(dǎo)致橢圓偏振儀系統(tǒng)的測量結(jié)果信噪比受到影響。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本發(fā)明提出了一種體積較小，能夠在較小的空間完成二維微調(diào)節(jié)，結(jié)構(gòu)簡單穩(wěn)定、操作方便的光學(xué)元件二維調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。本發(fā)明提供的光學(xué)元件二維調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括光學(xué)元件座，所述光學(xué)元件座上具有容置空間，所述容置空間底部設(shè)有光學(xué)元件接觸面，所述接觸面呈球形，所述光學(xué)元件的底面圓周能夠以所述光學(xué)元件上表面的一條直徑為軸旋轉(zhuǎn)，當(dāng)光學(xué)元件在所述光學(xué)元件座內(nèi)任意旋轉(zhuǎn)時(shí)，所述光學(xué)元件的底面圓周始終與所述接觸面相切。本發(fā)明提供的光學(xué)元件二維調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)體積較小，能夠在較小的空間完成二維微調(diào)節(jié)，結(jié)構(gòu)簡單穩(wěn)定、操作方便。


圖I為本發(fā)明實(shí)施例提供的光學(xué)兀件二維調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的光學(xué)兀件座在一個(gè)方向上的剖視圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的光學(xué)元件二維調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)中固定件與光學(xué)元件相配合后的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的光學(xué)元件二維調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)中調(diào)節(jié)螺釘在固定件上呈三角形分布的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的光學(xué)元件二維調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)中調(diào)節(jié)螺釘在固定件上呈菱形分布的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的光學(xué)元件二維調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)中連接片的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的光學(xué)元件二維調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)中具有三個(gè)調(diào)節(jié)螺釘?shù)墓潭c具有連接片的光學(xué)元件相配合后的典型剖視結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為本發(fā)明實(shí)施例提供的光學(xué)元件二維調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)中具有四個(gè)調(diào)節(jié)螺釘?shù)墓潭c具有連接片的光學(xué)元件相配合后的典型剖視結(jié)構(gòu)示意圖；圖8為本發(fā)明實(shí)施例提供的光學(xué)元件二維調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的爆炸圖。
具體實(shí)施例方式為了深入了解本發(fā)明，下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。參見附圖1，本發(fā)明提供的光學(xué)元件二維調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括光學(xué)元件座1，該光學(xué)元件座I內(nèi)具有容置空間，該容置空間底部設(shè)有光學(xué)元件接觸面1-1，該接觸面1-1呈球形，當(dāng)光學(xué)元件在光學(xué)元件座I內(nèi)任意旋轉(zhuǎn)時(shí)，光學(xué)元件的底面圓周始終與該接觸面1-1相切。參見附圖2，光學(xué)元件調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)還可以包括固定件3，該固定件3連接于光學(xué)元件座1，該固定件3上穿設(shè)有抵頂于光學(xué)元件4表面的調(diào)節(jié)螺釘3-2，從而使光學(xué)元件4固定于容置空間內(nèi)，該調(diào)節(jié)螺釘3-2可對光學(xué)元件4進(jìn)行二維調(diào)節(jié)，由于在調(diào)節(jié)過程中光學(xué)元件4的底面圓周始終與球形的接觸面1-1相切，則可以使本發(fā)明的二維調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)較為穩(wěn)定。本實(shí)施例中，固定件3通過螺紋副3-1連接于光學(xué)元件座I上。參見附圖3，固定件3上設(shè)有第I螺孔3-2-11，第II螺孔3_2_12，第III螺孔3-2-13，第I螺孔3-2-11中穿設(shè)有第I調(diào)節(jié)螺釘3_2_11’，第II螺孔3-2-12中穿設(shè)有第II調(diào)節(jié)螺釘3-2-12’，第III螺孔3-2-13中穿設(shè)有第III調(diào)節(jié)螺釘3-2-13’，參見附圖2，調(diào)節(jié)螺釘3-2-11’，3-2-12’，和3-2-13’抵頂于光學(xué)元件的上表面。本實(shí)施例中，以調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)中心為原點(diǎn)，第I螺孔3-2-11在Y軸上，第II螺孔3-2-12和第III螺孔3-2-13對稱分布在Y軸兩側(cè)。從圖中可知，當(dāng)反對稱調(diào)節(jié)螺釘3-2-12’和3-2-13’時(shí)，可使光學(xué)元件4沿Y軸方向轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)同向調(diào)節(jié)螺釘3-2-12’和3-2-13’，反向調(diào)節(jié)螺釘3_2_11’時(shí)，可使光學(xué)元件4沿X軸方向轉(zhuǎn)動(dòng)，即本實(shí)施例可以實(shí)現(xiàn)光學(xué)元件的二維調(diào)節(jié)。其中，第I螺孔3-2-11，第II螺孔3-2-12，第III螺孔3-2-13可以對稱地分布在固定件3表面，構(gòu)成等邊三角形，由此，通過上述螺孔和螺釘?shù)恼{(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)在對稱的角度上對光學(xué)元件4進(jìn)行二維調(diào)節(jié)。本實(shí)施例中，若光學(xué)元件4的上表面經(jīng)過球形接觸面1-1的球心，則可以使光學(xué)元件4的二維調(diào)節(jié)更為簡潔。例如，當(dāng)光學(xué)元件沿X軸方向轉(zhuǎn)動(dòng)到合適位置后，反對稱調(diào)節(jié)螺釘3-2-12’和3-2-13’時(shí)(即向下調(diào)節(jié)螺釘3_2_12’，向上調(diào)節(jié)螺釘3_2_13’，或者向上調(diào)節(jié)螺釘3-2-12’，向下調(diào)節(jié)螺釘3-2-13’)，可在保持螺釘3_2_11’不動(dòng)的情況下，使光學(xué)元件4的底面圓周貼著接觸面1-1，沿Y軸方向轉(zhuǎn)動(dòng)，也就是說，Y軸方向的調(diào)節(jié)不影響X軸方向已完成的調(diào)節(jié)。參見附圖4，固定件3上還可以設(shè)有第IV螺孔3-2-24，第IV螺孔3-2-24中穿設(shè)有第IV調(diào)節(jié)螺釘3-2-24’，第IV調(diào)節(jié)螺釘3-2-24’抵頂于光學(xué)元件的上表面，第I螺孔3-2-21、第II螺孔3-2-22、第III螺孔3-2-23和第IV螺孔3-2-24對稱地分布在固定件3表面，構(gòu)成菱形。本實(shí)施例中，第I螺孔3-2-21、第II螺孔3-2-22、第III螺孔3-2-23和第IV螺孔3-2-24構(gòu)成正方形，以調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)中心為原點(diǎn)，在Y軸上有兩個(gè)螺孔3-2-21和3_2_23，在X軸上有兩個(gè)螺孔3-2-23和3-2-24。當(dāng)反向調(diào)節(jié)螺釘3_2_21’和3_2_23’時(shí)，可使光學(xué)元件4沿X軸方向轉(zhuǎn)動(dòng)；同樣，當(dāng)反向調(diào)節(jié)螺釘3-2-22’和3-2-24’時(shí)，可使光學(xué)元件4沿Y軸方向轉(zhuǎn)動(dòng)。即本實(shí)施例可以實(shí)現(xiàn)光學(xué)元件的二維調(diào)節(jié)。本實(shí)施例中，若光學(xué)元件4的上表面經(jīng)過球形接觸面1-1的球心，則當(dāng)反對稱調(diào)節(jié)螺釘3-2-21’和3-2-23’時(shí)(即向下調(diào)節(jié)螺釘3_2_21’，向上調(diào)節(jié)螺釘3_2_23’，或者向上調(diào)節(jié)螺釘3-2-21’，向下調(diào)節(jié)螺釘3-2-23’)，可在保持螺釘3_2_22’和3_2_24’不動(dòng)的情況下，使光學(xué)元件4的底面圓周貼著接觸面1-1，沿X軸方向轉(zhuǎn)動(dòng)，也就是說，Y軸方向的調(diào)節(jié)不影響X軸方向已完成的調(diào)節(jié)；同樣，當(dāng)反對稱調(diào)節(jié)螺釘3-2-22’和3-2-24’時(shí)(即向下調(diào)節(jié)螺 釘3-2-22’，向上調(diào)節(jié)螺釘3-2-24’，或者向上調(diào)節(jié)螺釘3_2_24’，向下調(diào)節(jié)螺釘3_2_22’)，可在保持螺釘3-2-21’和3-2-23’不動(dòng)的情況下，使光學(xué)元件4的底面圓周貼著接觸面1-1，沿Y軸方向轉(zhuǎn)動(dòng)，也就是說，X軸方向的調(diào)節(jié)不影響Y軸方向已完成的調(diào)節(jié)。即本實(shí)施例可以通過更簡單的操作，實(shí)現(xiàn)光學(xué)元件4的二維調(diào)節(jié)。參見附圖5、6和7，光學(xué)元件4上還固定連接有連接片2，光學(xué)元件4上表面為連接片2的上表面，同樣，為了實(shí)現(xiàn)較簡單的調(diào)節(jié)，可使連接片2的上表面經(jīng)過球形接觸面1-1的球心。連接片2上設(shè)有一個(gè)凹槽2-1，調(diào)節(jié)螺釘中的一個(gè)抵頂于凹槽2-1中，可以防止連接片2與光學(xué)元件座I之間的滑動(dòng)，從而使光學(xué)元件4固定件3的位置相對固定，即使光學(xué)元件4保持較好的穩(wěn)定性。參見附圖2、6和7，調(diào)節(jié)螺釘?shù)淖杂啥丝梢詾閳A弧面，從而避免光學(xué)元件4被調(diào)節(jié)螺釘自由端劃傷，并且使調(diào)節(jié)過程更為流暢。本發(fā)明提供的光學(xué)元件二維調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的爆炸圖如圖8所述，該二維調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)體積較小，能夠在較小的空間完成二維微調(diào)節(jié)，結(jié)構(gòu)簡單、操作方便。同時(shí)，由于本發(fā)明提供的光學(xué)元件二維調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)中沒有彈簧，在與轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)相連的情況下，電機(jī)的振動(dòng)并不會(huì)導(dǎo)致與該電機(jī)相連的光學(xué)元件也發(fā)生振動(dòng)，能夠避免橢圓偏振儀系統(tǒng)的測量受信噪比的影響。以上所述的具體實(shí)施方式
，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式
而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)元件二維調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，包括光學(xué)元件座，所述光學(xué)元件座內(nèi)具有容置空間，其特征在于，所述容置空間底部設(shè)有光學(xué)元件接觸面，所述接觸面呈球形，當(dāng)光學(xué)元件在所述光學(xué)元件座內(nèi)任意旋轉(zhuǎn)時(shí)，所述光學(xué)元件的底面圓周始終與所述接觸面相切。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的二維調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述光學(xué)元件調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)還包括固定件，所述固定件連接于所述光學(xué)元件座，所述固定件上穿設(shè)有用于使所述光學(xué)元件固定于所述容置空間內(nèi)，并可對所述光學(xué)元件進(jìn)行二維調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)螺釘，所述調(diào)節(jié)螺釘?shù)猪斢谒龉鈱W(xué)兀件上表面。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的二維調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述光學(xué)元件的上表面經(jīng)過所述球形接觸面的球心。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的二維調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述固定件上設(shè)有第I螺孔，第II螺孔，第III螺孔，所述第I螺孔中穿設(shè)有第I調(diào)節(jié)螺釘，所述第II螺孔中穿設(shè)有第II調(diào)節(jié)螺釘，第III螺孔中穿設(shè)有第III調(diào)節(jié)螺釘，所述第I調(diào)節(jié)螺釘、第II調(diào)節(jié)螺釘和第III調(diào)節(jié)螺釘?shù)猪斢谒龉鈱W(xué)元件的上表面。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的二維調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述第I螺孔，第II螺孔，第III螺孔對稱地分布在所述固定件表面，構(gòu)成等邊三角形。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的二維調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，其特征在于，還包括第IV螺孔，所述第IV螺孔中穿設(shè)有第IV調(diào)節(jié)螺釘，所述第IV調(diào)節(jié)螺釘?shù)猪斢谒龉鈱W(xué)元件的上表面，所述第I螺孔、第II螺孔、第III螺孔和第IV螺孔，對稱地分布在所述固定件表面，構(gòu)成菱形。
7.根據(jù)權(quán)利要求4 6中任一所述的二維調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述光學(xué)元件上還固定連接有連接片，所述光學(xué)元件上表面為所述連接片的上表面，所述連接片上設(shè)有一個(gè)凹槽，所述調(diào)節(jié)螺釘中的一個(gè)抵頂于所述凹槽中。
8.根據(jù)權(quán)利要求4 6中任一所述的二維調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述調(diào)節(jié)螺釘?shù)淖杂啥藶閳A弧面。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的二維調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述調(diào)節(jié)螺釘?shù)淖杂啥藶閳A弧面。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種在光學(xué)儀器裝校過程中對光學(xué)元件進(jìn)行位置調(diào)整的光學(xué)元件調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，屬于光學(xué)元件技術(shù)領(lǐng)域。該二維調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括光學(xué)元件座，光學(xué)元件座內(nèi)具有容置空間，該容置空間底部設(shè)有光學(xué)元件接觸面，該接觸面呈球形，當(dāng)光學(xué)元件在光學(xué)元件座內(nèi)任意旋轉(zhuǎn)時(shí)，光學(xué)元件的底面圓周始終與接觸面相切。該二維調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)體積較小，能夠在較小的空間完成二維微調(diào)節(jié)，并且能夠廣泛應(yīng)用于與電機(jī)相連的光學(xué)元件調(diào)節(jié)，結(jié)構(gòu)簡單、操作方便。
文檔編號G02B7/00GK102902034SQ20121041499
公開日2013年1月30日 申請日期2012年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月25日
發(fā)明者吳文鏡, 張瑭, 趙江艷 申請人:中國科學(xué)院微電子研究所, 北京智朗芯光科技有限公司