[发明专利]一种角锥棱镜调节定位装置与方法

说明书

技术领域

本发明涉及光刻技术领域，尤其是涉及一种角锥棱镜调节定位装置与方法。

背景技术

角锥棱镜是一种可以把入射光以几乎平行的方式反射回去的光学元件，拥有三个相互垂直度极高的光反射面，而并非普通的扁圆体外形透镜，其功能决定了其外形较为特殊。

目前，光学元件的定位方法通常是在满足定位精度的前提下，尽量选择与定位方向垂直的定位面，对于一般的光学元件，该方法可实现高精度的定位。

但是上述方法在对角锥棱镜定位时存在如下缺陷：

(1)在某些情况下，根据据理论计算得出了角锥棱镜相对于定位板的最佳理论位置及姿态，定位角锥棱镜时相对这个位置与姿态偏差越小，相应的产品调节精度也就越高，所以需要将角锥棱镜精确定位在相对定位工件的理论计算位置附近，定位精度要求达到0.01mm，但是角锥棱镜本身定位面尺寸精度最高只能达到0.2mm，超出精度要求的20倍，远远不能满足要求；

(2)角锥棱镜外形不规则，没有与所需定位方向垂直或平行的高精度定位面，导致定位板与无法通过上述方法定位；

(3)由于角锥棱镜的直径较小，而且越靠近中心光轴性能越好(反射光平行度越高)，而上述方法在定位调节时通常要做较大范围的调整来捕捉反射光，这样很难实现对角锥棱镜的精确定位，而角锥棱镜相对定位板的定位位置必须尽量接近理论值，即定位精度高才能减少因制造与装配公差对调节范围的影响。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：无法对角锥棱镜进行高精度定位及调节。为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种角锥棱镜调节定位装置，包括：

棱镜定位块，包括第一定位面及用于固定角锥棱镜的定位槽，所述角锥棱镜由所述定位槽固定后，所述角锥棱镜的光轴垂直于所述第一定位面，所述棱镜定位块还包括平行于所述角锥棱镜光轴的第二定位面及第三定位面，所述第二定位面和第三定位面相互垂直；

定位板，包括垂直于所述角锥棱镜理想状态下光轴方向的主定位面，以及两个平行于所述角锥棱镜理想状态下光轴方向且相互垂直的侧定位面，对所述角锥棱镜进行定位时，所述棱镜定位块的第一定位面紧贴所述定位板的主定位面；

两块定位块，分别为第一调节定位块、第二调节定位块，各自通过螺栓固定于所述侧定位面，且第一调节定位块和所述棱镜定位块的第二定位面接触，且第二调节定位块和所述棱镜定位块的第三定位面接触；

两组调节垫片，夹设于所述定位块与侧定位面之间，通过改变调节垫片的厚度，用于从平行于所述主定位面的方向调节角锥棱镜位置。

进一步地，所述定位板上还设有侧压紧组件，所述侧压紧组件用于对所述棱镜定位块施加侧压力，用以将所述棱镜定位块与第一调节定位块及第二调节定位块压紧。

进一步地，所述侧压紧组件为板簧压紧结构。

进一步地，所述棱镜定位块包括：

法兰部，所述棱镜定位块的第一定位面位于所述法兰部，且与所述法兰部中心轴线方向垂直，所述定位槽位于所述法兰部中心，为三角锥形的凹槽；

轴向部，从所述第一定位面沿所述法兰部中心轴线方向延伸，所述轴向部穿设于所述定位板；

法兰盘，设于所述轴向部的一端；

拉紧组件，连接所述法兰盘和定位板，用以使所述棱镜定位块的第一定位面抵紧所述定位板的主定位面。

进一步地，所述法兰部为八棱法兰结构。

进一步地，所述拉紧组件为碟簧组。

进一步地，所述角锥棱镜通过胶接方式固定在所述定位槽上。

进一步地，所述侧压紧组件包括固定于所述定位板斜侧面的板簧座、压杆及夹设于所述板簧座及压杆之间的板簧，所述压杆一端通过固定架固定于板簧座上，另一端抵持于棱镜定位块的法兰部的侧压紧面。

进一步地，所述定位板还包括用以安装所述第一调节定位块及第二调节定位块的调节定位块安装部，所述定位板的侧定位面位于所述调节定位块安装部之上。

本发明还提供一种上述角锥棱镜的调节定位方法，所述方法包括以下步骤：

步骤S1：将角锥棱镜固定于棱镜定位块的定位槽中，并将所述棱镜定位块的第一定位面贴紧所述定位板的主定位面，从而实现所述角锥棱镜的光轴平行于理想状态下光轴方向。

步骤S2：所述第一调节定位块压紧所述棱镜定位块的第二定位面，所述第二调节定位块压紧所述棱镜定位块的第三定位面，测出所述角锥棱镜光轴相对于所述定位板的实际位置；