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2013-03-28 14:31 |
激光反射式定心與裝配工作臺(tái)（定心儀）介紹
大多數(shù)的光學(xué)實(shí)驗(yàn)室，對(duì)采用平行光管的透射式定心工具比較熟悉，但這種方法有很大的局限性。首先，這種測(cè)量不適用于非球面、柱面和拋物面的鏡頭。然而動(dòng)態(tài)激光反射系統(tǒng)可以應(yīng)用于任何光學(xué)表面。其次，基于平行光管的對(duì)準(zhǔn)儀需要隨測(cè)量對(duì)象的變換經(jīng)常改變物鏡，使得測(cè)量成本非常高昂。標(biāo)準(zhǔn)的平行光管使用低強(qiáng)度的白光光源，在大部分增透膜表面的反射率很低，特別是V 型鍍膜。激光反射系統(tǒng)則不存在此類問題。在此簡(jiǎn)單得介紹下激光反射式定心方式。 3N2d V6u
激光反射式定心與裝配工作臺(tái)（定心儀），用于精密與超精密鏡頭組的裝配，以提高裝配和檢測(cè)精度。定心儀可以將多元件系統(tǒng)的裝配、測(cè)量、檢測(cè)等過程緊密地聯(lián)系在一起。在裝配過程中，操作者可以獲得光學(xué)對(duì)準(zhǔn)信息的反饋，用標(biāo)準(zhǔn)光學(xué)測(cè)量模塊可以測(cè)到的最小傾斜值達(dá)到2弧秒，中心定位的精度可以達(dá)到小于0.5微米。 Icnhet4
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工作原理 VI&x1C
定心儀的結(jié)構(gòu)大致分成兩部分，光學(xué)模塊和回轉(zhuǎn)樣品臺(tái)。 rG-T Dm
光學(xué)模塊包括光源和探測(cè)器。采用激光作探測(cè)源，激光器的波長(zhǎng)可以根據(jù)被測(cè)對(duì)象，選擇可見或紅外光。激光通過固定焦距的鏡頭，入射到被測(cè)鏡頭的上表面或下表面，由鏡頭表面反射回來的光聚焦在探測(cè)器，形成測(cè)量反饋光斑。 E^axLp>(I
回轉(zhuǎn)樣品臺(tái)的基座是一個(gè)空氣軸承轉(zhuǎn)臺(tái)，具有可調(diào)傾斜的自對(duì)心夾具，可以調(diào)整被測(cè)的透鏡，使其外殼機(jī)械軸與測(cè)量光束共軸。 'BjTo*TB]Z
光學(xué)模塊發(fā)出一束聚焦的激光光束，這束光束與空氣軸承的旋轉(zhuǎn)軸是精確對(duì)心的。 6st
光學(xué)模塊發(fā)出了一束聚焦的光束由測(cè)量樣品表面反射后，成像在CCD靶面上。如果被測(cè)表面恰好在中心，反射的光束在觀察界面產(chǎn)生一個(gè)在中心固定不改變位置的光斑。若測(cè)量的表面不在理想的中心，反射光束的光軸會(huì)和理想的中心軸線間產(chǎn)生一個(gè)夾角，在觀察界面上的反射光斑就會(huì)偏離中心位置。 旋轉(zhuǎn)空氣軸承，這個(gè)偏心的光斑就會(huì)圍繞著CCD的中心旋轉(zhuǎn)。在觀察界面看到的反射光斑軌道半徑，與樣品的傾斜程度成比例，而與它的曲率半徑?jīng)]有關(guān)系。 v 3I^81
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[attachment=47431] R-13DVK
聚焦光束將從被測(cè)鏡面反射回CCD后完成測(cè)量。由于激光光束是聚焦的，反射光束可以任意選擇共焦光束或普通光束。圖1和圖2是普通光束和共焦光束反射的示意圖。通過利用任意一種反射光束，定心儀可以測(cè)量的鏡片的曲率范圍可以從±2mm到無窮大。 JL1ajlm~
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在CCD接收到反射光束行成的圓形路徑之后，通過軟件進(jìn)行測(cè)量這一圓形的直徑，并進(jìn)行中心位置的測(cè)量和計(jì)算，然后將數(shù)據(jù)反饋給操作者。 '+PKGmRW
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[attachment=47432] f~`=I NrU
通過圖像采集卡將圖像輸入到計(jì)算機(jī)，通過軟件可以對(duì)各個(gè)透鏡和整個(gè)系統(tǒng)的鏡頭組裝自動(dòng)完成測(cè)量，并計(jì)算后將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。 uZ!YGv0^
定心儀系統(tǒng)可以通過空氣軸承的旋轉(zhuǎn)來測(cè)量一組鏡子的光軸的偏差。在空氣軸承安裝了可以調(diào)心和傾斜俯仰的裝置，用來幫助將空氣軸承的旋轉(zhuǎn)軸與鏡頭的機(jī)械軸對(duì)準(zhǔn)。一旦將鏡頭外殼對(duì)準(zhǔn)，便只需要將各個(gè)鏡片放置在外殼中，然后用定心儀進(jìn)行各個(gè)透鏡的定心。 hy 5[
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一般操作過程如下： 0ns\:2)cEB
1.借助于機(jī)械或電子量?jī)x（如千分表、杠桿表等），將透鏡筒對(duì)準(zhǔn)調(diào)好。這個(gè)過程是建立一個(gè)機(jī)械的參考，使鏡筒的機(jī)械軸與空氣軸承的旋轉(zhuǎn)軸重合。 7>JTQ CJ
2.當(dāng)?shù)谝淮窝b配鏡頭時(shí)，每次裝配一個(gè)元件，并用LAS對(duì)每個(gè)表面的成像高度進(jìn)行記錄。這將有助于在裝配中找到正確像點(diǎn)。 NBYJ'nA%;f
3.清潔透鏡并在其裝配位置的圓周的3等分處，每隔120度涂上環(huán)氧膠合劑。裝配第一個(gè)透鏡。 K3yQ0k
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4.調(diào)整光學(xué)模塊到準(zhǔn)確的高度，并使得顯示器中的反射像聚焦。 b dgkA
5.轉(zhuǎn)動(dòng)空氣軸承平臺(tái)，觀察顯示器上的像點(diǎn)。移動(dòng)透鏡使得像點(diǎn)穩(wěn)定。等待一段時(shí)間直至環(huán)氧膠合劑凝固。用固定環(huán)將透鏡固定。 *; Jb=
6.對(duì)其他的元件也重復(fù)以上過程。
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