專利名稱：激光自準(zhǔn)直平行光管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于自動(dòng)化檢測技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種對光學(xué)儀器領(lǐng)域中的位置檢測裝置的改進(jìn)。
光學(xué)自準(zhǔn)平行自準(zhǔn)儀簡稱平行光管，是光線方位(方向)檢測儀器。傳統(tǒng)檢測方法是利用自準(zhǔn)儀發(fā)出的平行光經(jīng)被測的光學(xué)平行間的瞄準(zhǔn)差從而測出被測光學(xué)面間的角度位置值，原理見圖1，包括有光源1、分劃板2、分光鏡3、望遠(yuǎn)物鏡4、被測物5、分劃板6，目鏡7，通常是分測量目鏡人眼瞄準(zhǔn)形式與光電瞄準(zhǔn)形式，由于此種結(jié)構(gòu)采用十字絲及光電振動(dòng)狹縫結(jié)構(gòu)，需要一定穩(wěn)定時(shí)間，屬于靜態(tài)測量方式，測量精度0.2″，光源發(fā)出光能損失大。
本發(fā)明的目的在于提供一種適用于動(dòng)靜態(tài)測量，測量精度高，光能利用率高的平行光管。
本發(fā)明原理如圖2所示，包括有激光光源1、聚光鏡2、狹縫3、偏振分光鏡4、準(zhǔn)直物鏡5、1/4波片6、被測物7、分光鏡8、微調(diào)器9、振動(dòng)狹縫10、光電接收器11(D1、D2)、測微長尺12、目鏡13，狹縫3的位置是在平行光管的焦點(diǎn)上，從激光光源1發(fā)出水平振動(dòng)線偏振激光，經(jīng)透鏡2聚焦在狹縫3上，再經(jīng)偏振分光鏡4，全部透射到物鏡5上，經(jīng)1/4波長片6后，射到被測平面7上，反射回1/4波長片6，由來回往返兩次經(jīng)過1/4波長片6，激光束的偏振方向由水平振動(dòng)改為垂直振動(dòng)，再經(jīng)偏振分光鏡4時(shí)將光全部射到消偏振分光鏡8上，分為兩路，其中一路透射到狹縫10上，由光電接收器11(D1,D2)接收，用于高速動(dòng)態(tài)目標(biāo)瞄準(zhǔn)，或靜態(tài)高精度測量；另一路反射到目鏡9上，用于靜態(tài)人眼目標(biāo)瞄準(zhǔn)測量，狹縫10與狹縫3共軛，并都在物鏡的焦面上，其中狹縫10與狹縫3的周圍為黑鉻，中間通光；當(dāng)被測物面自準(zhǔn)時(shí)，從光電接收器11(D1,D2)發(fā)出的信號(hào)如圖3所示，水平軸為位移軸，垂直軸為光電接收器11(D1,D2)輸出信號(hào)幅值，它們的交點(diǎn)A為被測物面的瞄準(zhǔn)點(diǎn)位置。
由于發(fā)明使用的是兩個(gè)光電二極管，其動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間在幾十納秒，經(jīng)電處理提取A點(diǎn)信息時(shí)間在0.1μS以內(nèi)，所以被測物面高速經(jīng)過光管時(shí)，光管可以快速捕獲目標(biāo)。充分利用光源所發(fā)出的激光的能量．由于采用偏振分光鏡、1/4波片、激光。消除了傳統(tǒng)方式中的每經(jīng)一次棱鏡分光損失50％能量。提高了能量利用率4倍以上。測量瞄準(zhǔn)精度高。從圖3可以看出由于D1和D2是錯(cuò)相信號(hào)。提取A點(diǎn)信息的信號(hào)斜率提高一倍。與在單路接信號(hào)最大值比較，其瞄準(zhǔn)分辨率提高近10倍。
本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于高速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)自準(zhǔn)時(shí)的信息高速提取，如經(jīng)緯儀、轉(zhuǎn)臺(tái)、非接觸對高速旋轉(zhuǎn)目標(biāo)的轉(zhuǎn)速測量。角位移傳感器動(dòng)態(tài)特性的檢測，以及精度的檢測。光學(xué)平面冷加工件的小角度的檢測。


圖1已有技術(shù)原理2本發(fā)明原理3本發(fā)明光電接收器信號(hào)輸出圖最佳實(shí)施例激光光源1采用半導(dǎo)體激光器、聚光鏡2、狹縫3、偏振分光鏡4、準(zhǔn)直物鏡5、1/4波長片6、被測物7、分光鏡8、微調(diào)器9、振動(dòng)狹縫10、光電接收器(D1、D2)11、測微長尺12、目鏡13。
權(quán)利要求
1．一種激光自準(zhǔn)直平行光管，包括有聚光鏡2、準(zhǔn)直物鏡5、被測物7、分光鏡8、微調(diào)器9、振動(dòng)狹縫10、目鏡13，其特征在于狹縫3的位置是在平行光管的焦點(diǎn)上，從激光光源1發(fā)出水平振動(dòng)線偏振激光，經(jīng)透鏡2聚焦在狹縫3上，再經(jīng)偏振分光鏡4，全部透射到物鏡5上，經(jīng)1/4波長片6后，射到被測平面7上，反射回1/4波長片6，由來回往返兩次經(jīng)過1/4波長片6，激光束的偏振方向由水平振動(dòng)改為垂直振動(dòng)，再經(jīng)偏振分光鏡4時(shí)將光全部射到消偏振分光鏡8上，其中50％透射到狹縫10上，由光電接收器11(D1,D2)接收，50％反射到目鏡9上。
2．如權(quán)利要求1所述的一種一種激光自準(zhǔn)直平行光管，其特征還在于狹縫10與狹縫3共軛，并都在物鏡的焦面上，其中狹縫10與狹縫3的周圍為黑鉻，中間通光。
3．如權(quán)利要求1所述的一種一種激光自準(zhǔn)直平行光管，其特征還在于當(dāng)被測物面自準(zhǔn)時(shí)，從光電接收器11(D1,D2)發(fā)出信號(hào)，水平軸為位移軸，垂直軸為光電接收器11(D1,D2)輸出信號(hào)幅值，信號(hào)的交點(diǎn)A為被測物面的自準(zhǔn)點(diǎn)位置。
全文摘要
本實(shí)用新型屬于自動(dòng)化檢測技術(shù)領(lǐng)域,涉及一種對光學(xué)儀器領(lǐng)域中的位置檢測裝置的改進(jìn),可廣泛應(yīng)用于高速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)自準(zhǔn)時(shí)的信息高速提取,如:經(jīng)緯儀、轉(zhuǎn)臺(tái)、飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)葉片飛行實(shí)驗(yàn)平衡檢測,角位移傳感器動(dòng)態(tài)特性的檢測,以及精度的檢測,光學(xué)平面冷加工件的小角度的檢測。
文檔編號(hào)G01B11/00GK1299956SQ9912261
公開日2001年6月20日 申請日期1999年12月10日 優(yōu)先權(quán)日1999年12月10日
發(fā)明者艾華, 鄭乃捷, 韓旭東 申請人:中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械研究所