無衍射斑干涉儀的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種無衍射斑干涉儀，包括投光部和成像部；所述投光部包括激光器、反射鏡、旋轉(zhuǎn)毛玻璃、分光棱鏡、分光板以及第一準(zhǔn)直鏡；所述成像部包括標(biāo)準(zhǔn)鏡、樣品承載部以及圖像傳感器；其中，激光器發(fā)射出的激光經(jīng)第一反射鏡反射后依次通過旋轉(zhuǎn)毛玻璃、分光棱鏡、分光板以及第一準(zhǔn)直鏡形成平行光射出；平行光經(jīng)所述標(biāo)準(zhǔn)鏡照射所述樣品承載部上的待測(cè)樣品；再經(jīng)待測(cè)樣品和標(biāo)準(zhǔn)鏡反射后返回并依次通過第一準(zhǔn)直鏡、分光板以及分光棱鏡入射所述圖像傳感器。本發(fā)明中由馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)毛玻璃放置在光源部分，馬達(dá)與旋轉(zhuǎn)毛玻璃的同軸穩(wěn)定、震動(dòng)等因素對(duì)成像系統(tǒng)幾乎沒有影響；本發(fā)明簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)，降低了成本。
【專利說明】無衍射斑干涉儀
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及干涉儀，具體地，涉及一種無衍射斑干涉儀。
【背景技術(shù)】
[0002]激光干涉儀采用時(shí)間與空間相干度很高的He-Ne激光器作為光源，其良好的空間相干性會(huì)帶來一定的副作用:儀器內(nèi)鏡片表面的灰塵、疵病或材料內(nèi)部的缺陷，均會(huì)弓I起嚴(yán)重的衍射斑，俗稱為“牛眼環(huán)”。衍射斑疊加在干涉條紋圖像上，會(huì)給后續(xù)的數(shù)據(jù)處理帶來干擾。
[0003]經(jīng)過對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的檢索，發(fā)現(xiàn)申請(qǐng)?zhí)枮?00910069745.2，發(fā)明名稱為共路激光干涉儀的發(fā)明包括激光器、偏振分光鏡、反射鏡、衍射光柵、偏振片、凸透鏡和光電探測(cè)器，在激光器發(fā)出光束方向上放置偏振分光鏡，偏振分光鏡的分光面與激光器發(fā)出光束方向成45°在偏振分光鏡的分光面方向上的上側(cè)和下側(cè)分別放置反射鏡和衍射光柵；在出射光的方向上依次放置偏振片、凸透鏡和光電探測(cè)器，這三個(gè)兀件的光軸方向與偏振分光鏡的分光面成45° ,與激光器發(fā)出光束方向成90°。雖然此發(fā)明將激光多普勒技術(shù)與激光偏振干涉技術(shù)相結(jié)合，增強(qiáng)光路對(duì)外界環(huán)境的抗干擾能力，但是仍然會(huì)產(chǎn)生衍射斑，影響激光干涉儀的干涉條紋品質(zhì)，進(jìn)而降低了激光干涉儀的測(cè)量分辨力和精度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種無衍射斑干涉儀。
[0005]根據(jù)本發(fā)明提供的無衍射斑干涉儀，包括投光部和成像部；
[0006]所述投光部包括激光器、第一反射鏡、旋轉(zhuǎn)毛玻璃、分光棱鏡、分光板以及第一準(zhǔn)直鏡；所述成像部包括標(biāo)準(zhǔn)鏡、樣品承載部以及圖像傳感器；
[0007]其中，激光器發(fā)射出的激光經(jīng)第一反射鏡反射后依次通過旋轉(zhuǎn)毛玻璃、分光棱鏡、分光板以及第一準(zhǔn)直鏡形成平行光射出；平行光經(jīng)所述標(biāo)準(zhǔn)鏡照射所述樣品承載部上的待測(cè)樣品；再經(jīng)待測(cè)樣品和標(biāo)準(zhǔn)鏡反射后返回并依次通過第一準(zhǔn)直鏡、分光板以及分光棱鏡入射所述圖像傳感器。
[0008]優(yōu)選地,還包括馬達(dá),所述馬達(dá)驅(qū)動(dòng)所述旋轉(zhuǎn)毛玻璃旋轉(zhuǎn)。
[0009]優(yōu)選地，還包括C-Lens透鏡，所述C-Lens透鏡配合所述旋轉(zhuǎn)毛玻璃使依次入射旋轉(zhuǎn)毛玻璃和C-Lens透鏡的激光形成面光源并向所述分光棱鏡發(fā)射球面光。
[0010]優(yōu)選地，還包括發(fā)散鏡，由所述第一反射鏡射出的激光通過所述發(fā)散鏡入射所述旋轉(zhuǎn)毛玻璃。
[0011]優(yōu)選地，還包括第二準(zhǔn)直鏡，所述第二準(zhǔn)直鏡設(shè)置在所述圖像傳感器的輸入端的前端。
[0012]優(yōu)選地,所述馬達(dá)與所述旋轉(zhuǎn)毛玻璃的連接點(diǎn)位于所述旋轉(zhuǎn)毛玻璃的中心。
[0013]優(yōu)選地，所述激光器米用He-Ne激光器。
[0014]優(yōu)選地，所述圖像傳感器采用CXD圖像傳感器。[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果:
[0016]1、本發(fā)明中整個(gè)光路中只有一級(jí)成像系統(tǒng)，具有更高的成像MTF，C⑶上接收的圖像売度均勻，具有更聞的干涉條紋品質(zhì)；
[0017]2、本發(fā)明中由馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)毛玻璃放置在光源部分，馬達(dá)與旋轉(zhuǎn)毛玻璃的同軸穩(wěn)定、震動(dòng)等因素對(duì)成像系統(tǒng)幾乎沒有影響；
[0018]3、本發(fā)明簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)，降低了成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]通過閱讀參照以下附圖對(duì)非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯:
[0020]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2為本發(fā)明中光源部分的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖中:
[0023]I 為 He-Ne 激光器；
[0024]2為第一反射鏡；
[0025]3為發(fā)散鏡；
[0026]4為馬達(dá)；
[0027]5為旋轉(zhuǎn)毛玻璃；
[0028]6 為 C-Lens 透鏡；
[0029]7為分光棱鏡；
[0030]8為分光板；
[0031]9為第一準(zhǔn)直鏡；
[0032]10為標(biāo)準(zhǔn)鏡；
[0033]11為樣品承載部；
[0034]12為第二反射鏡；
[0035]13為對(duì)準(zhǔn)分劃板；
[0036]14 為對(duì)準(zhǔn) CMOS ；
[0037]15為第二準(zhǔn)直鏡；
[0038]16為(XD圖像傳感器；
[0039]17為顯微物鏡；
[0040]18為成像鏡頭。
【具體實(shí)施方式】
[0041]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。以下實(shí)施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)。這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0042]在本實(shí)施例中，如圖1、圖2所示，本發(fā)明提供的無衍射斑干涉儀，包括投光部和成像部；[0043]所述投光部包括激光器、第一反射鏡2、旋轉(zhuǎn)毛玻璃5、分光棱鏡7、分光板8以及第一準(zhǔn)直鏡9 ;所述成像部包括標(biāo)準(zhǔn)鏡10、樣品承載部11以及圖像傳感器；
[0044]其中，激光器發(fā)射出的激光經(jīng)第一反射鏡2依次通過旋轉(zhuǎn)毛玻璃5、分光棱鏡7、分光板8以及第一準(zhǔn)直鏡9形成平行光射出；平行光經(jīng)通過所述標(biāo)準(zhǔn)鏡10照射所述樣品承載部11上的待測(cè)樣品；由待測(cè)樣品和標(biāo)準(zhǔn)鏡10反射后返回并依次通過第一準(zhǔn)直鏡9、分光板8以及分光棱鏡7入射所述圖像傳感器。所述激光器采用He-Ne激光器I。所述圖像傳感器采用CXD圖像傳感器16。
[0045]本發(fā)明提供的無衍射斑干涉儀還包括馬達(dá)4，所述馬達(dá)4驅(qū)動(dòng)所述旋轉(zhuǎn)毛玻璃旋轉(zhuǎn)5，馬達(dá)4與所述旋轉(zhuǎn)毛玻璃5的連接點(diǎn)位于所述旋轉(zhuǎn)毛玻璃5的中心。本發(fā)明提供的無衍射斑干涉儀還包括C-Lens透鏡6，所述C-Lens透鏡6配合所述旋轉(zhuǎn)毛玻璃5使依次入射旋轉(zhuǎn)毛玻璃5和C-Lens透鏡6的激光形成面光源并向所述分光棱鏡7發(fā)射球面光。本發(fā)明提供的無衍射斑干涉儀還包括發(fā)散鏡3，由所述第一反射鏡2射出的激光通過所述發(fā)散鏡3入射所述旋轉(zhuǎn)毛玻璃5。本發(fā)明提供的無衍射斑干涉儀還包括第二準(zhǔn)直鏡15，所述第二準(zhǔn)直鏡15設(shè)置在所述圖像傳感器的輸入端的前端。
[0046]當(dāng)使用本發(fā)明提供的無衍射斑干涉儀時(shí)，首先由He-Ne激光器I輸出的激光經(jīng)第一反射鏡2轉(zhuǎn)折后入射發(fā)散鏡3進(jìn)行擴(kuò)束，然后打在由馬達(dá)4帶動(dòng)的旋轉(zhuǎn)毛玻璃5上。由毛玻璃5與C-Lens透鏡6構(gòu)成的光源系統(tǒng)中形成面光源，該面光源發(fā)出的球面光透過分光棱鏡7,由分光板8反射后,經(jīng)第一準(zhǔn)直鏡9形成平行光。該平行光分別由標(biāo)準(zhǔn)鏡10與樣品承載部11上的待測(cè)樣品反射，沿第一準(zhǔn)直鏡9返回，一部分經(jīng)光分光板8反射后再由分光棱鏡7反射，然后經(jīng)第二準(zhǔn)直鏡15再次形成平行光，直接由CCD圖像傳感器16接收，即在像面位置由CXD圖像傳感器16接收；另一部分透過分光板8經(jīng)第二反射鏡12反射后通過對(duì)準(zhǔn)分劃板13入射對(duì)準(zhǔn)CMOS 14。
[0047]儀器內(nèi)部光學(xué)鏡片表面的灰塵、疵病等，均會(huì)引起嚴(yán)重的衍射斑。衍射斑疊加在干涉條紋圖像上，會(huì)給后續(xù)的數(shù)據(jù)處理帶來干擾。本發(fā)明提供的無衍射斑干涉儀將旋轉(zhuǎn)毛玻璃放置在光源部分與C-Lens透鏡形成的面光源來替代傳統(tǒng)的點(diǎn)光源，這種方法形成的面光源可降低激光的空間相干性，有效消除灰塵顆粒等引起的衍射斑。與此同時(shí)，可直接將CCD圖像傳感器放置在像面位置來接收干涉條紋，去掉了傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)中的二級(jí)成像系統(tǒng)，簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)，降低了成本。
[0048]以上對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影響本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容。
【權(quán)利要求】
1.一種無衍射斑干涉儀，其特征在于，包括投光部和成像部； 所述投光部包括激光器、第一反射鏡、旋轉(zhuǎn)毛玻璃、分光棱鏡、分光板以及第一準(zhǔn)直鏡；所述成像部包括標(biāo)準(zhǔn)鏡、樣品承載部以及圖像傳感器； 其中，激光器發(fā)射出的激光經(jīng)第一反射鏡反射后依次通過旋轉(zhuǎn)毛玻璃、分光棱鏡、分光板以及第一準(zhǔn)直鏡形成平行光射出；平行光經(jīng)所述標(biāo)準(zhǔn)鏡照射所述樣品承載部上的待測(cè)樣品；再經(jīng)待測(cè)樣品和標(biāo)準(zhǔn)鏡反射后返回并依次通過第一準(zhǔn)直鏡、分光板以及分光棱鏡入射所述圖像傳感器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無衍射斑干涉儀，其特征在于，還包括馬達(dá)，所述馬達(dá)驅(qū)動(dòng)所述旋轉(zhuǎn)毛玻璃旋轉(zhuǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的無衍射斑干涉儀，其特征在于，還包括C-Lens透鏡，所述C-Lens透鏡配合所述旋轉(zhuǎn)毛玻璃使依次入射旋轉(zhuǎn)毛玻璃和C-Lens透鏡的激光形成面光源并向所述分光棱鏡發(fā)射球面光。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無衍射斑干涉儀，其特征在于，還包括發(fā)散鏡，由所述第一反射鏡射出的激光通過所述發(fā)散鏡入射所述旋轉(zhuǎn)毛玻璃。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無衍射斑干涉儀，其特征在于，還包括第二準(zhǔn)直鏡，所述第二準(zhǔn)直鏡設(shè)置在所述圖像傳感器的輸入端的前端。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無衍射斑干涉儀，其特征在于，所述馬達(dá)與所述旋轉(zhuǎn)毛玻璃的連接點(diǎn)位于所述旋轉(zhuǎn)毛玻璃的中心。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無衍射斑干涉儀，其特征在于，所述激光器采用He-Ne激光器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無衍射斑干涉儀，其特征在于，所述圖像傳感器采用CCD圖像傳感器。
【文檔編號(hào)】G01N21/45GK104019738SQ201410157909
【公開日】2014年9月3日 申請(qǐng)日期:2014年4月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月18日
【發(fā)明者】祝沛 申請(qǐng)人:上海乾曜光學(xué)科技有限公司