[发明专利]基于泰伯-莫尔技术的一体化长焦距测量装置

权利要求书

1.一种基于泰伯-莫尔条纹技术的一体化长焦距测量装置，其特征在于包括激光器(1)、非球面准直物镜(2)、一面增透一面增反透镜(3)、平面反射镜(4)、半反半透镜(5)、第一光栅(6)、第二光栅(7)、第一散射板(8)、成像透镜(9)、第一CCD(10)、会聚透镜(11)、第二散射板(12)、第二CCD(13)和待测长焦距透镜(14)；激光器(1)发出的光经过非球面准直物镜(2)后形成准直激光光束，入射到一面增透一面增反透镜(3)镀有增透膜的一面并完全透射，透射光经过待测长焦距透镜(14)，被平面反射镜(4)反射回来再次经过待测长焦距透镜(14)，入射到一面增透一面增反透镜(3)镀有增反膜的一面并被完全反射到半透半反透镜(5)上，出射光分成透射光束和反射光束两路：其中反射光束入射到第一光栅(6)、第二光栅(7)，在第一散射板(8)上形成莫尔条纹，成像透镜(9)把散射板(8)上的莫尔条纹成像在第一CCD(10)；透射光束入射到聚透镜(11)，并会聚光斑到散射板(12)上，把散射板(12)上的光斑成像在第二CCD(13)。

2.根据权利要求1所述的基于泰伯-莫尔条纹技术的一体化长焦距测量装置，其特征在于所述的激光器(1)发出的光波为球面波，非球面准直物镜(2)采用双波长非球面单透镜，即在一块平凸透镜的基础上，根据消球差要求把平面修磨抛光成非球面。

3.一种基于权利要求1所述泰伯-莫尔条纹技术的一体化长焦距测量装置的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：由激光器(1)产生一束激光光束，经非球面准直物镜(2)后出射准直激光光束，通过光阑调节光束的口径；

步骤二：待测长焦距透镜(14)未放入时，通过观察第二CCD(13)采集到的光斑图像，调整使系统光轴一致，然后将第一CCD(10)采集到的莫尔条纹L₁输入到计算机；

步骤三：放入待测长焦距透镜(14)，准直光束两次经过待测长焦距透镜(14)，出射后的光束包含待测长焦距透镜(14)的焦距信息，通过第一CCD(10)采集包含焦距信息的莫尔条纹L₂并输入到计算机；

步骤四：利用计算机求得莫尔条纹L₁和莫尔条纹L₂的夹角进而求得待测透镜的焦距f，计算公式为：

其中d为第一光栅(6)和第二光栅(7)间的距离，θ为第一光栅(6)的栅线与第二光栅(7)的栅线之间的夹角，S为待测长焦距透镜(14)到第一光栅(6)的距离。

4.根据权利要求3所述的基于泰伯-莫尔条纹技术的一体化长焦距测量装置的测量方法，其特征在于步骤二中所述的调整使系统光轴一致，具体为：通过观察第二CCD(13)采集到的光斑图像，判断光斑是否在图像十字中心，若在图像十字中心则系统光轴一致性良好；若不在图像十字中心，则调整平面反射镜(4)的角度，调整范围-10°～10°，保证光斑在图像十字中心。