專利名稱：光束夾角測量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光束夾角測量裝置，特別涉及一種能夠測量在同一相交點相交的兩條光束之間的夾角的光束夾角測量裝置。
背景技術(shù)：
光束之間的夾角測量具有廣泛的應用領(lǐng)域，例如在全息曝光過程中對光柵線數(shù)的控制。光柵的制作方式最傳統(tǒng)的就是全息曝光顯影，而制作中最關(guān)鍵的光柵參數(shù)之一就是光柵周期，而光柵周期直接由相干涉的兩束光的之間夾角決定。傳統(tǒng)方式中兩束光之間的夾角通過轉(zhuǎn)臺來獲得，將干涉光中的其中一條光束垂直入射到轉(zhuǎn)臺中心的一個接受面上，固定轉(zhuǎn)臺，讀出此時轉(zhuǎn)臺處于的位置所顯示的一個角度值，再用同樣的方法讀出另一條光束所對應的另一角度值，最后通過兩個角度值相減計算得到兩條光束之間的夾角。傳統(tǒng)方式具有誤差較大的缺點，原因主要在于曝光干板所對應的轉(zhuǎn)臺中心的位置難以固定，調(diào)節(jié)麻煩。另外，由于每次曝光的夾具不同，曝光干板所對應的轉(zhuǎn)臺中心的位置也不同，需要重新調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)臺中心，也就使實驗過程的誤差更大、繁瑣程度更大。中國發(fā)明專利案(CN101718547A)中公開了夾角檢測裝置和方法中并沒有針對兩條光束之間的夾角測量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單、操作方便以及通用性強的可測量兩條光束之間夾角的光束夾角測量裝置。本發(fā)明提供的一種用于測量在相交點相交的兩條光束之間的夾角的光束夾角測量裝置，具有這樣的 特征:包括:圓柱體形的本體，具有底面和側(cè)壁；復數(shù)個入光感應部，位于側(cè)壁的一側(cè)，用于與相交點重合并且接收兩條光束的穿射，復數(shù)個入光感應部和底面之間的距離互異；入光采集部，用于采集兩條光束在入光感應部上形成的兩個入光點；復數(shù)個感光檔位部，位于與復數(shù)個入光感應部對向的側(cè)壁的另一側(cè)，用于接收兩條光束的入射，每個感光檔位部沿著側(cè)壁具有一定高度，復數(shù)個感光檔位部與復數(shù)個入光感應部匹配設(shè)置；感光采集部，用于采集兩條光束在感光檔位部上形成的兩個感光點；存儲部，用于存儲報警命令、本體的直徑以及感光點對應的弧長值；控制部，用于判斷入光點的數(shù)量并且當兩個入光點重合時控制感光采集部采集感光點否則發(fā)送報警命令；計算部，用于根據(jù)直徑以及兩個感光點之間的弧長差來計算得出夾角；報警部，用于根據(jù)報警命令進行報警；顯示部，用于顯示夾角；以及調(diào)節(jié)架，用于固定盛放本體以調(diào)節(jié)兩條光束來入射復數(shù)個入光感應部中的任意一個，其中，兩個光束所形成的平面與側(cè)壁相垂直。在本發(fā)明的光束夾角測量裝置中，還可以具有這樣的特征:其中，本體對應于入光感應部的位置設(shè)有復數(shù)個圓孔，復數(shù)個入光感應部被分別設(shè)置在復數(shù)個圓孔中。在本發(fā)明的光束夾角測量裝置中，還可以具有這樣的特征:其中，入光感應部含有可接收兩條光束穿射的并且透光的光敏材料。在本發(fā)明的光束夾角測量裝置中，還可以具有這樣的特征:其中，復數(shù)個感光檔位部為兩個，分別為敏感波段為150納米至550納米的磷化鎵和敏感波段為600納米至640納米的硅光電材料。在本發(fā)明的光束夾角測量裝置中，還可以具有這樣的特征:其中，感光采集部中設(shè)有遍布復數(shù)個感光檔位部的復數(shù)個開關(guān)電路，控制部根據(jù)采集到感光點所對應的開光電路的開啟閉合信號來確定感光點的位置從而得到對應的弧長差。在本發(fā)明的光束夾角測量裝置中，還可以具有這樣的特征:其中，兩條光束為處于同一波段范圍的可見激光。本發(fā)明的效果在于:本發(fā)明提供的一種光束夾角測量裝置操作方便、結(jié)構(gòu)簡單，通過移動本體將入光感應部移放到兩條光束相交點的位置，如果移動到與相交點重合的位置則不報警，否則沒有放置到正確的位置采集到兩個入光點則報警提示繼續(xù)移動，即使針對不可見光也具有較強的通用性。感光采集部分別采集到的兩個感光點的弧長后可得出弧長差，而本體具有的固定的直徑值存儲在存儲部中，只要滿足上述相交點處于入光感應部和垂直入射本體側(cè)壁的兩個條件任意夾角方向的兩條光束都可得出其光束夾角值，并且由顯示部直接顯示，讀數(shù)方便、靈活性高。


圖1是本發(fā)明的實施例中光束夾角測量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明的實施例中光束夾角測量裝置的結(jié)構(gòu)框圖；圖3是本發(fā)明的實施例中光束夾角測量裝置的入射示意圖；
圖4是本發(fā)明的實施例中光束夾角測量裝置的原理示意圖。具體實施案例下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。圖1是本發(fā)明的實施例中光束夾角測量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，本實施例中光束夾角測量裝置100包括圓柱體形的本體1、第一入光感應部2和第二入光感應部3、第一感光檔位部4和第二感光檔位部5、顯示部6、報警部7以及可調(diào)節(jié)高度的調(diào)節(jié)架8。具有底面Ia和側(cè)壁Ib的本體I被盛放安裝在調(diào)節(jié)架8上，兩條光束200在相交點300重合并且射入本體I，第一入光感應部2和第二入光感應部3都位于圓柱體形側(cè)壁Ib的一側(cè)，用于與相交點300重合并且接收兩條光束200的穿射，本體I的高為30cm、本體圓柱體形的直徑為10cm。第一入光感應部2和第二入光感應部3和本體底面Ia之間的距離分別20cm和10cm。第一感光檔位部4和第二感光檔位部5位于與第一入光感應部2和第二入光感應部3對向的側(cè)壁Ib的另一側(cè)，即、如圖1中所示，第一入光感應部2和第二入光感應部3位于側(cè)壁Ib的右側(cè)，第一感光檔位部4和第二感光檔位部5位于側(cè)壁Ib的左側(cè)。第一入光感應部2和第一感光檔位部4之間、第二入光感應部3和第二感光檔位部5之間都為對向匹配設(shè)置。第一感光檔位部4和第二感光檔位部5用于接收兩條光束200的入射，第一感光檔位部4沿著側(cè)壁Ib在距離本體底面lal8cm的位置具有IOcm的高度，第二感光檔位部5沿著側(cè)壁Ib在距離本體底面la8cm的位置具有IOcm的高度。調(diào)節(jié)架8用于固定盛放本體1，通過調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)架8的高度來所使兩條光束200來入射第一入光感應部2和第二入光感應部3中的任意一個。第一感光檔位部4采用敏感波段為150納米至550納米的磷化鎵，第二感光檔位部5采用敏感波段為600納米至640納米的硅光電材料。針對不同波段的兩條光束200，光感敏感材料不同，應選擇不同的相對應的入光感應部和感光檔位部。圖1中所示，兩條光束200采用處于同一波段范圍的可見激光，經(jīng)由第一入光感應部2入射第一感光檔位部4，并且確保入射的兩個光束200所形成的平面與本體I的側(cè)壁Ib相垂直，目的是為了經(jīng)由第一入光感應部2的兩條光束200能全部入射在第一感光檔位部4的范圍當中。顯示部6和報警部7被設(shè)置安裝在本體I的上底面Ic上，方便觀測并且減少對整個圓柱體形內(nèi)的光束傳播的阻礙。圖2是本發(fā)明的實施例中光束夾角測量裝置的結(jié)構(gòu)框圖。如圖2所示，本實施例中光束夾角測量裝置100還包括控制部9，與第一入光感應部2和第二入光感應部3連接的入光采集部10、與第一感光檔位部4和第二感光檔位部5連接感光采集部11、存儲部12、計算部13、報警部7以及顯示部6。入光采集部10連接第一入光感應部2和第二入光感應部3，如圖1和圖2所示，用于米集兩條光束200在第一入光感應部2上所形成的圖1中未顯不的未第一入光點和第二入光點。感光采集部11連接第一感光檔位部4和第二感光檔位部5，如圖1和圖2所示，用于米集兩條光束200在第一感光檔位部4上所形成的圖1中未顯不的第一感光點和第二感光點。感光米集部11中設(shè)有遍布第一感光檔位部4和第二感光檔位部5的圖1中未顯不的數(shù)個開關(guān)電路，控制部9根據(jù)采集到第一感光點和第二感光點所對應的開光電路的開啟閉合信號來確定第一感光點和第二感光點的位置，從而得到對應的第一感光點和第二感光點之間的弧長差。`存儲部12中存儲有報警命令12a、本體的直徑12b以及第一感光檔位部4和第二感光檔位部5中各個感光點所對應的弧長值12c?？刂撇?分別與存儲部12、入光采集部10以及感光采集部11連接，如圖1和圖2所示，入射的兩條光束200的波段范圍適合于第一入光感應部2和第一感光檔位部4，調(diào)整好調(diào)節(jié)架8后，移動本體I以至第一入光感應部2與相交點300重合的位置，控制部9會判斷入光采集部10采集來在第一入光感應部2中入光點的數(shù)量，當上述第一入光點和第二入光點重合時再來控制感光采集部11采集來上述第一感光點的弧長位置為20cm和上述第二感光點的弧長位置為10cm，否則當上述第一入光點和第二入光點未重合時發(fā)送報警命令，提示繼續(xù)移動本體I到達與相交點300重合的位置?？刂撇?與計算部13相連接，計算部13會基于弧長與圓周角之間的關(guān)系公式13a，圓周角=弧長*360/ (直徑* π )，根據(jù)本體I具有的直徑為IOcm以及所述兩個感光點之間的弧長差為IOcm來計算得出兩條光束200之間的圓周角，即、兩條光束200之間的夾角為 57.325°?？刂撇?與報警部7相連接，報警部7根據(jù)控制部9發(fā)出的報警命令12a來進行報警提示?？刂撇?與顯示部6相連接，顯示部用于顯示兩條光束200之間的夾角，如圖1和圖2所示，顯示部6和報警部7都被設(shè)置在本體I的上底面Ic上，讀取方便報警明顯。圖3是本發(fā)明的實施例中光束夾角測量裝置的入射示意圖；如圖1和圖3所示，本體I對應于第一入光感應部2和第一入光感應部3的位置設(shè)有第一圓孔14和第二圓孔15,如圖1和圖3所不，第一入光感應部2和第二入光感應部3被分別設(shè)置在第一圓孔14和第二圓孔15中。第一入光感應部2和第二入光感應部3都含有可接收兩條光束200穿射并且透光的光敏材料。兩條光束200在相交點300相交并且穿透第一入光感應部2后，在第一感光檔位部4上分別形成的第一感光點16和第二感光點17。兩條光束200所形成的平面與本體I的側(cè)壁Ib相垂直。圖4是本發(fā)明的實施例中光束夾角測量裝置的原理示意圖。如圖1和圖4所不，圖4為圖1所不的F方向的原理不意圖。第一入光感應部2與兩條光束200的相交點300位置重合，兩條光束200入射后在第一入光感應部2形成重合點A,如圖1和圖4所不,分別形成了第一方向18中的第一感光點B和第二感光點C、第二方向19中第一感光點D和第二感光點E，那么第一感光點B和第二感光點C之間具有的第一弧長差值20L1等于第一感光點D和第二感光點E之間具有的第二弧長差值21L2。圖4中提供了本體I內(nèi)部的兩條光束200傳播路徑的兩種可能，只要確保兩條光束200所形成的平面與側(cè)壁Ib垂直、第一入光感應部2與兩條光束200的相交點300位置重合，那么無論兩條光束200的方 向如何變化，兩條光束200之間的夾角不變，相同的圓周角所對應的弧長是相等的。本實施例中的光束夾角測量裝置中，將調(diào)節(jié)架8設(shè)計為具有與兩條光束200相平行的平面，無需考慮與側(cè)壁Ib垂直的兩條光束200從何方向入射，通過簡單的移動本體I直至入光感應部2與相交點300重合，以保證光束夾角測量裝置100的有效性。發(fā)明的作用與效果綜上所述，本發(fā)明的作用和效果在于:本發(fā)明提供的一種光束夾角測量裝置操作方法和結(jié)構(gòu)簡單，通過移動本體將入光感應部移放到兩條光束相交點的位置，如果移動到與相交點重合的位置則不報警，否則沒有放置到正確的位置采集到兩個入光點則報警提示繼續(xù)移動，即使針對不可見光也具有較強的通用性。感光采集部分別采集到的兩個感光點的弧長后可得出弧長差，而本體具有的固定的直徑值存儲在存儲部中，只要滿足上述相交點處于入光感應部和垂直入射本體側(cè)壁的兩個條件任意夾角方向的兩條光束都可得出其光束夾角值，并且由顯示部直接顯示，讀數(shù)方便、靈活性高。本發(fā)明提供的一種光束夾角測量裝置中本體對應于入光感應部的位置設(shè)有直徑足夠小的圓孔，入光感應部被設(shè)置在其中，最大限度隔絕了入光感應部中的光敏材料受入射光束以外的散光等影響。入光感應部采用可接收兩條光束穿射并且透光的光敏材料，可以通過將具有透光性的光敏材料涂抹在透明玻璃板或者透明薄膜上實現(xiàn)，也可以采用能識別入光點重合關(guān)系的透明液晶薄膜等。上述實施方式為本發(fā)明的優(yōu)選案例，并不用來限制本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于測量在相交點相交的兩條光束之間的夾角的光束夾角測量裝置，其特征在于，包括: 圓柱體形的本體，具有底面和側(cè)壁； 復數(shù)個入光感應部，位于所述側(cè)壁的一側(cè)，用于與所述相交點重合并且接收所述兩條光束的穿射，所述復數(shù)個入光感應部和所述底面之間的距離互異； 入光采集部，用于采集所述兩條光束在所述入光感應部上形成的兩個入光點； 復數(shù)個感光檔位部，位于與所述復數(shù)個入光感應部對向的所述側(cè)壁的另一側(cè)，用于接收所述兩條光束的入射，每個所述感光檔位部沿著所述側(cè)壁具有一定高度，所述復數(shù)個感光檔位部與所述復數(shù)個入光感應部匹配設(shè)置； 感光采集部，用于采集所述兩條光束在所述感光檔位部上形成的兩個感光點； 存儲部，用于存儲報警命令、所述本體的直徑以及所述感光點對應的弧長值； 控制部，用于判斷所述入光點的數(shù)量并且當所述兩個入光點重合時控制所述感光采集部采集所述感光點否則發(fā)送所述報警命令； 計算部，用于根據(jù)所述直徑以及所述兩個感光點之間的弧長差來計算得出所述夾角； 報警部，用于根據(jù)所述報警命令進行報警； 顯示部，用于顯示所述夾角；以及 調(diào)節(jié)架，用于固定盛放所述本體以調(diào)節(jié)所述兩條光束來入射所述復數(shù)個入光感應部中的任意一個， 其中，所述兩個光束所形成的平面與 所述側(cè)壁相垂直。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的光束夾角測量裝置，其特征在于: 其中，所述本體對應于所述入光感應部的位置設(shè)有復數(shù)個圓孔，復數(shù)個所述入光感應部被分別設(shè)置在所述復數(shù)個圓孔中。
3.根據(jù)權(quán)利要求2中所述的光束夾角測量裝置，其特征在于: 其中，所述入光感應部含有可接收所述兩條光束穿射的并且透光的光敏材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的光束夾角測量裝置，其特征在于: 其中，所述復數(shù)個感光檔位部為兩個，分別為敏感波段為150納米至550納米的磷化鎵和敏感波段為600納米至640納米的硅光電材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的光束夾角測量裝置，其特征在于: 其中，所述感光采集部中設(shè)有遍布所述復數(shù)個感光檔位部的復數(shù)個開關(guān)電路，所述控制部根據(jù)采集到所述感光點所對應的所述開光電路的開啟閉合信號來確定所述感光點的位置從而得到對應的所述弧長差。
6.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的光束夾角測量裝置，其特征在于: 其中，所述兩條光束為處于同一波段范圍的可見激光。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種測量兩條光束之間夾角的光束夾角測量裝置，其特征在于，包括本體；復數(shù)個入光感應部，位于本體側(cè)壁的一側(cè)，用于與相交點重合并且接收兩條光束的穿射；入光采集部，用于采集兩條光束在入光感應部上形成的兩個入光點；復數(shù)個感光檔位部，位于與復數(shù)個入光感應部對向另一側(cè)，復數(shù)個感光檔位部與復數(shù)個入光感應部匹配設(shè)置；感光采集部，用于采集兩條光束在感光檔位部上形成的兩個感光點；存儲部；控制部，用于判斷入光點的數(shù)量并且當兩個入光點重合時控制感光采集部采集感光點否則發(fā)送報警命令；計算部；報警部；顯示部；以及調(diào)節(jié)架，使兩條光束來入射任意一個入光感應部，其中，兩個光束所形成的平面與側(cè)壁相垂直。
文檔編號G01C1/00GK103234509SQ20131011669
公開日2013年8月7日 申請日期2013年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月7日
發(fā)明者王振云, 王 琦, 唐慶勇, 張大偉, 黃元申, 洪瑞金, 倪爭技, 覃靖明 申請人:上海理工大學