[实用新型]一种光线平行调整的装置

说明书

技术领域

本实用新型属于光电检测技术领域，特别涉及一种光线之间平行度的高精度调整。利用调整后的平行光束可以进行两直线导轨的平行度测量，还可以进行直线导轨副本身的滚转角测量。

背景技术

数控机床直线导轨副需要进行滚转角测量，而最简单的光学测量方法是利用平行光线进行测量。尽管通过两个五角棱镜能使光线产生平行光线，但由于五角棱镜只能保证有一个方向的垂直，很难得到两束光线平行性在1弧秒以下，且高精度的五角棱镜造价也贵。

本实用新型的目的在于提供一种具有通用性的激光平行性调整装置和方法，调整精度优于1弧秒。利用此方法得到的平行光线可以用作近距离导轨之间的平行性装调和导轨本身的滚转角测量。

发明内容

一种光线平行调整的装置是：准直激光器发出高稳定性的准直激光，经过偏振分光器分光。其中偏振分光器的反射光路上放置一个λ/4波片，波片的快轴方向与激光的偏振方向成45°，再入射到一个平面反射镜上。而在偏振分光器的透射光路上放置另外一个λ/4波片，波片的快轴方向与激光的偏振方向也成45°，再通过一个二维可调平面反射镜反射，使其反射方向与偏振分光器的反射光平行入射到同一平面反射镜上。平面反射器使两光线逆向返回到偏振分光器。由于两光束分别两次透过λ/4波片，光线的振动方向分别旋转了90°，因此原来经过偏振分光器的反射光变成透射光，原来经过偏振分光器的透射光变成反射光。通过一个透镜入射到同一个探测器上。

所述的准直光器包括经过单模光纤准直的半导体激光器和气体激光器。

所述的偏振分光器可以是非偏振半透半反分光器，这时两个λ/4波片可以不用，只是从平面反射镜反射回来的光将发生能量损失。

所述的探测器可以是四象限探测器、位置敏感探测器和CCD其中的一种。

所述的探测器必须放置在透镜焦平面上。

所述的透镜还可以用透镜组替代。

所述装置可以通过增加偏振分光器和λ/4波片产生多束平行光线。

本实用新型的一种光线平行调整方法步骤为：

(1)准直激光器发出稳定激光通过偏振分光器分光，分为垂直线偏振S和平行线偏振P激光；

(2)用纸板挡住偏振分光器的透射光P，使垂直线偏振激光S透过一个λ/4波片，变成圆偏振光，入射到一个平面反射镜上，其中λ/4波片的快轴与S偏振方向成45°；

(3)调整平面反射镜使圆偏振光线逆向返回第二次透过λ/4波片，此时光线由圆偏振光变成线偏振光，但偏振方向旋转了90°，因此光线透过偏振分光器和透镜，入射到探测上，并使光线入射到探测器的中心位置，记下读数；

(4)保持平面反射镜不动，把纸板拿开，放在偏振分光器的反射光路上挡住偏振分光器的反射光S；

(5)偏振分光器的透射光P透过另外一个λ/4波片，再通过可以二维调节的平面反射镜反射，使光线入射到上述的固定不动的平面反射镜上。其中λ/4波片的快轴与P偏振方向成45°，透过此λ/4波片的偏振光也变成圆偏振光；

(6)固定不动的反射镜使圆偏振光线逆向返回，经过二维可调节的平面反射镜反射，第二次透过λ/4波片，使圆偏振光变成了线偏振光，但其振动方向旋转了90°，因此光线经过偏振分光器反射，透过透镜，入射到探测器上；

(7)调节二维可调平面反射镜，使逆向入射到探测器上的光点的位置读数与上述记下的读数相同；

(8)撤走以上所述的挡光纸板和固定平面反射镜，则两出射光线为平行光线。

所述的方法可以通过调整增加的偏振分光器的反射方向产生多束平行光线。

本实用新型是一种适用于产生两束平行光线，具有如下的优点：

1、调整装置和方法简单，成本较低。

2、调整精度高，利用高稳定准直激光可以调整到光线之间平行性在1弧秒以下。

3、利用此方法还可以调整两束以上光线之间的平行性。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式进一步说明本实用新型。

图1为调整光束平行光线的实施例一。

图2为测角原理图。

图3为调整两束光线平行的实施例二。

图4为同时调整三束光线平行性的实施例三。

图中：1-为准直激光器；2-为偏振分光器；3、4-为λ/4波片；5-为小平面反射镜；6-为二维调节装置；7-为凸透镜；8-为四象限探测器；9-为大平面反射镜；10-为半透半反分光器；11-为偏振分光器。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本实用新型。