[发明专利]宽距离光束平行性检测装置

说明书

技术领域

本发明是宽距离光束平行性检测装置，属于光轴平行性检测技术领域。

背景技术

对于宽距离光束平行性的检测，到目前为止，一般都使用大口径平行光管，将被检测的两路平行光包含在平行光管口径内，根据成像在平行光管焦面上两点的位置，判断两路平行光的平行精度。(参考文献：多光谱光学系统光学平行性的调校和检验方法探测，付跃刚，王志坚，李博，长春光学精密机械学院学报，2001年12月，第24卷第4期)现有技术存在以下缺点：1、对于实际测量，两路平行光束之间的距离很宽，但通光孔径不大，使用大孔径平行光管进行检测，实属浪费；2、当被测两平行光束相对孔径较大时，大孔径平行光管又无法实现这种测试要求；3、自准直平行光管的口径必须大于被检测的两路平行光束的距离，这就造成平行光管的口径随被检光束距离而变化，这使得平行光管的制造成本增加，且与口径增大的三次方乃至四次方成正比。当增大到500mm左右时就难以加工，成本非常昂贵，制造过程复杂，且周期长；4、现有检测设备对于长距基准的引出，需要利用其它基准导出测量，过程复杂。

发明内容

为解决现有平行光束检测设备存在的不足，本发明提供宽距离光束平行性检测装置，不需要将被检测的宽距离的两路平行光束包含在自准直平行光管的口径之内，这样能够实现小口径的自准直平行光管能够检测宽距离光束平行性。

如图1所示，本发明提供的平行光管扩径准直装置由1和扩径准直臂2构成，扩径臂2位于自准直平行光管1的前面，并且可绕自准直平行光管1转动；

所述的自准直平行光管1采用传统的牛顿式结构，由点光源21、抛物面型主反射镜23、平面反射镜24和分光系统17组成；所述的分光系统17由分光棱镜18、反射镜19和二次反射镜20组成，其中，反射镜19镀有硫化锌膜层；上述所有的组成部件均置于自准直平行光管壳体内；

由点21发出的光，经过反射镜19和二次反射镜20、平面反射镜24、再经过抛物面型主反射镜23变成平行光束10；平行光束10的一部分进入扩径臂2的复合五棱镜15”；所述的点光源21提供可见光或红外光；点光源21优选为溴钨灯；

或者，光源采用激光光源22，激光光源22采用光纤拟合的方法进入分光系统，激光透过分光棱镜18，由反射镜19反射到二次反射镜20，再经由平面反射镜24和抛物面型主反射镜23以平行光出射；

所述的扩径臂2由复合五棱镜15、复合五棱镜组16、水银盒8和水银盒9组成；上述所有的组成部件均置于扩径臂的壳体内；

所述的复合五棱镜15是由五棱镜3和光楔6组合而成的，其粘结面镀有半反半透膜层；复合五棱镜15位于自准直平行光管1的前面，将平行光管1发出的平行光束10的一部分，引入扩径臂2中，并将光束分为两路，一路用来进行平行光管的自检，一路传给复合五棱镜组16；

所述的复合五棱镜组16是由五棱镜4、五棱镜5和一个光楔7组成，光楔7与五棱镜4的粘结面镀有半反半透膜层，光楔7与五棱镜5的粘结面没有镀膜，光可以直接透过；复合五棱镜组16的五棱镜4出射的光束13和经五棱镜5出射的光束14始终保持平行；并且复合五棱镜组16和水银盒9随着机械结构可以一起沿着整个扩径臂2的壳体的内壁移动，调整复合五棱镜15和复合五棱镜组16之间的距离以调整被检两路平行光之间的距离。

调整复合五棱镜15和复合五棱镜组16之间的距离以调整被检两路平行光之间的距离同时又不降低检测精度。这也是本发明的一个发明点。

本发明中，利用五棱镜能将光路转折90°，并且在五棱镜光轴截面内，不产生像偏转的特性，这就减少了一个引起出射光束偏离原光束方向的因素，只需要考虑五棱镜在其它两个方向的偏转误差对出射光束14的影响。同时，光楔的引入，使得光向中心偏折，补偿了五棱镜引起的误差。

对于宽距离光束平行性检测装置，当复合五棱镜15和复合五棱镜组16之间的距离改变后，必须对系统进行校准。而且当使用一定时间后，考虑到扩径臂的材料变形影响，系统也要进行校准。本装置的优点就在于能够实现自校准，不需要借助外部其它设备。

对系统进行校准，要利用水银盒所提供的标准水平面。下面结合图2和图3进一步说明本发明的光学自检过程。

首先，对平行光管进行校准。平行光管1发出平行光10，经五棱镜3后，一部分透过光楔6出射，打到水银盒8的水银面上，光束11按原路返回，成像在平行光管像面上，通过调整复合五棱镜15，将所成的像即十字分划线与平行光管本身的十字分划线重合。