[实用新型]一种偏振可调垂直光电自准直仪

说明书

技术领域

本实用新型涉光电探测领域，尤其是涉及自准仪领域。

背景技术

自准直仪是利用光学自准直原理，实现小角度测量的精密测量仪器。由于其使用方便而且具有较高的检测精度，被广泛应用于航空航天、船舶、军工等精密度极高的行业，例如机械加工工业的质量保证（平直度、平面度、垂直度、平行度等）、计量检定行业中角度测试标准、棱镜角度定位及监控、光学元件的测试及安装精度控制等，其应用范围广阔。自准直仪经历了目视式、光电指零式和数显式三个发展阶段。

提高分辨力和示值稳定性是通用数显自准直仪的发展方向。

高分辨力是高准确度的保障与前提，高稳定性又是高分辨力的保障与前提。跳字量是静态数显自准直仪的特点和难点。动态测量每次采样只有一个数值输出，反应不出示值的跳动，其难点是动态响应速度和动态准确度，但通用仪器要读出每个位置的稳定读数值，跳字大就只能估读，影响示值的准确度，也影响分辨力。

数显式自准直仪的出现使自准直仪的性能有质的飞跃，数显式把仪器准确度由1″级提高至0.1″级，最小显示值由0.1″级提高至0.01″级。数显式自准直仪准确度高，使用方便，操作简单，能实现自动测量。

目前国内外生产的光电自准直仪的光源和被测反射面大多都是垂直的，这种垂直的结构，增加了制作的难度和制作成本，此外当目前的自准直仪一般多次经过偏振分光棱镜的半透半反作用，最后能够投射到检测装置的光能量，损失很大，可以高达80%，这样大的光能量损失，对检测装置的感光灵敏度提出更高要求；此外自准直仪的纵向高度过高，也不利于产品的安装和携带。

实用新型内容

鉴于上述情况，本实用新型提供了一种偏振可调垂直光电自准直仪,光源与目标反射面在同一检测面,结构更加简单,同时还添加了偏振器件，减少了光学棱镜的反射率.提高了光能量的利用率。

为了实现上述目标，本实用新型采取以下技术方案：一种偏振可调垂直光电自准直仪，包括光源、分划板、汇聚透镜、偏振分光棱镜、1/4波片、主镜、可调次镜组和PSD探测器；其中，光源开启后，所发出的光线照亮分划板，经分化板后，光线投射到光源汇聚透镜，经过汇聚透镜的汇聚作用后，照射到偏振分光棱镜上，光信号中的Ｐ分量完全透射，透射后的Ｐ分量入射到1/4波片中，经过1/4波片后，上述Ｐ分量在相位上旋转90°，经过旋转后的上述光信号，经过主镜的准直作用后，投射到目标反射面上，经过目标反射面的反射后再次经过主镜的汇聚作用，入射到1/4波片上，经过1/4波片后的上述光信号在相位上再次延迟90°，这样经过1/4波片的两次反射作用后，原来的Ｐ波相位旋转了180°，变成了Ｓ波，这样的Ｓ波在偏振分光棱镜的反光面上完全反射，反射后的Ｐ波分量，经过可调次镜组的汇聚后投射到PSD探测器中；降低了光信号的反射率，提高了光信号的利用率，这样的利用偏振片提高光能量利用率的方法在所用光源的偏振率高时有更大的效果。

本偏振可调垂直光电自准直仪，在光信号探测端端采用可调次镜组，所述可调次镜组包括第一透镜和第二透镜，所述第一透镜靠近偏振分光棱镜一端，所述第二透镜靠近所述光信号探测器（PSD探测器）一端，在测试范围内可以实现焦距的连续可调，这样扩展了测试的距离，能实现更远距离的测量，同时也增加了测试的灵活性。

本偏振可调垂直光电自准直仪采用PSD探测器，所探测的光信号的位置量信息为模拟量输出，系统响应快，分辨率高，成本低，因此具有广泛应用的价值。同时可对目标信号进行调制，因而可以显著提高系统的抗干扰能力，可以用来实现高速、高精度、抗干扰能力强的位置检测系统，相比于CCD探测器，本实用新型采用PSD探测器的探测灵敏度更高，高实现高更精度的测量。同时价格也更加便宜。

进一步的，所述光源采用LED光源，相比于传统光源，LED具有，成本低、高效率，低能耗，高亮度，绿色环保，超长寿命等一系列显著优点，本一种偏振可调垂直光电自准直仪采用LED为光源，降低了生产成本，同时光源发光强度也得到保证，同时由于LED光源所发出光具有很高的偏振性，用LED光源的系统光能量损失可以降低到最小。

进一步的，所述主镜为胶合透镜组，相比于普通透镜，胶合透镜组具有更好的聚光效果。

作为一种优选，所述分划板为“十字”分划板。

作为一种优选，所述分划板为“工字”分划板。