[实用新型]球面光学元件光谱反射率测量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及光学领域光谱测量仪器，更具体地说是涉及一种球面光学元件光谱反射率的测量装置。

背景技术

光学元件生产中，经常要检查元件的反射率等性能，以确保产品质量，如镀膜球面透镜的生产，一般通过测量其球面光谱反射率，以判断其镀膜光谱透过性能的优劣。

目前测量球面光学元件光谱反射特性，通常借助制作平面测试片，并使用平面反射光谱特性的测量仪器如日本岛津公司的UV2501-PC来进行，这种以平面测试片代替球面产品的测试结果，与实际产品的性能相比误差较大，因为球面反射毕竟不同于平面反射，特别是球面半径较小时，误差更大；另外当同一罩产品存在不均匀现象时，测试片难以反映这种不均匀情况。

现也有人使用日本OLYMPUS USPM-RU光谱测量仪直接测量球面产品的光谱反射特性。由于该仪器属显微镜式的光路测量系统，它只能测量球面产品上极小面积(Φ50μm)的反射率。因此，其测量结果同样不能代表整个球面的反射特性。此外这种仪器价格昂贵。

发明内容

本实用新型旨在克服上述仪器测量球面光学元件光谱反射率的不足，提供一种结构简单实用的球面光谱反射率测量装置，使其测量结果最为准确地表征整个球面或较大球面积的光谱反射特性。

本实用新型通过以下技术方案加以实现：一种球面光学元件光谱反射率测量装置，包括光源系统、样品架、接收系统、数据分析处理系统，光源发射的光经置于样品架上的被测体球面反射后，被接收系统所接收，接收系统的输出端与数据分析处理系统相连。该装置的样品架上装有用于接触支承测量样品球面的三个圆珠，三圆珠呈三角形分布并分别位于三角形顶点；光源系统和接收系统共有一支传光器件，它是一种Y型光纤束，光纤束的并头端即光源发射端和反射光接收端，大体置于凹面样品球面的球心位置或凸面样品球面球心通过会聚透镜形成的像点位置，其分叉端则分别与光源系统及接收系统中的光源和接收器耦合相接。

球面光学元件一般有凹面和凸面两种，为有效测量凸面样品的光谱反射特性，该装置还在被测体与光纤束并头端之间安装一个可移动并可定位的会聚透镜。

该装置光源系统的光源采用溴钨灯，其接收系统的接收器是一列阵CCD，所述数据分析处理系统为一台计算机。

测试时，被测球面放置在三个圆珠上，根据圆的相切特性，被测球面不管在圆珠上如何滑动，其球心位置始终保持不变，调整Y型光纤束并头端即光源发射端和反射光接收端至凹面样品的球心位置或凸面样品球心通过会聚透镜形成的像点位置时，相当大面积乃至整个球面的反射光均将聚集于光纤接收端，并被光纤束传输至接收器接收

因此，本实用新型的测量结果最为全面表征整个球面的光谱反射特性，较为准确反映球面光学元件的实际性能。另外本实用新型结构简单实用，制造成本低。

附图说明

图1是本实用新型凹面样品测试光路原理系统框图。

图2是本实用新型凸面样品测试光路原理系统框图。

图3是本实用新型实施例装置示意图。

图4是本实用新型装置的样品架俯视图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步描述。

如图3，本测量装置主要由样品架1、光源系统、接收系统和数据分析处理系统组成。为了使装置能有效测量较大面积凸面样品球面的光谱反射率，在被测体与光纤束并头端9之间(即样品架1与光纤支架2之间)安装一个透镜支架3，透镜支架上装有一个会聚透镜8。样品架、透镜支架和光纤支架同套装在立柱4上，为方便调节和光路对准，它们均设计为上下左右可移动并可绕立柱旋转和定位。样品架上设有径向可调的三爪架5，它们在架上分布互为120°(参照图4)，三爪架凸起的顶端分别镶嵌有Φ3-7mm相同直径的钢珠6。径向调节三爪架位置，使架上三个钢珠适于接触支承被测体球面，并最好位于一等边三角形顶点，

所述光源系统和接收系统可自行设计制作，也可借用或改装常规或市售的光源系统和光谱检测器(如日本大塚MCPD检测器)，其中光源为溴钨灯，波长范围200nm-800nm左右，接收器为列阵CCD，并配一根Y型光纤束7作为传光器件。光纤束分叉端分别与光源及接收系统中的光源和接收器耦合相接，光纤束并头端9(即光源发射端与反射光接收端)装插于光纤支架2上。

本测量装置的数字分析处理系统为一台计算机，接收系统的输出端与之相接。

测试前，一般先校正装置，使三圆珠所组成的三角形中心、会聚透镜中心、光纤束并头端中心基本在同一垂线上(如测试凹面样品，则毋需会聚透镜，可将会聚透镜绕立柱旋转移到其它不影响测试的位置)。测试时，将样品球面置于三个圆珠上，并将光纤束并头端大体调至凹面样品的球心位置或凸面样品球心通过会聚透镜形成的像点位置(一般将光纤束并头端调至其端面出现较小较亮的光斑为止)，启动各系统装置，最后在数据分析处理系统上取得样品光谱反射率曲线。