[实用新型]一种双轴双探测偏振光电自准直仪

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主要靠人眼读数，用于静态测试，响应频率不高，无法满足高速测量的需要；且单轴自准直仪的测量精度较差，不能很好的实现二维角度的测量；此外当目前的自准直仪一般多次经过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。

实用新型内容

鉴于上述情况，本实用新型提供了一种双轴双探测偏振光电自准直仪，可对目标进行自动识别，相比于传统的光电自准仪具有更高的分辨率，而通过双轴测量，能够更灵敏的检测出被测目标二维角度的偏移，此外本双轴双探测偏振光电自准直仪，结合偏振分光棱镜和1/4波片，提高光能量的利用率，提升了系统的探测性能。

为了实现上述目标，本实用新型采取以下技术方案：一种双轴双探测偏振光电自准直仪，包括第一光源、第二光源、第一分划板、第二分划板、第一分光棱镜、第二分光棱镜、第三分光棱镜、1/4波片、准直透镜、第一PSD探测器和第二PSD探测器；

进一步的，所述第二分光棱镜为偏振分光棱镜，经过偏振分光棱镜的P分量波被全部透射，而S分量波会被全部以45°角被反射。

其中，所述第一分划板和第二分划板均为“一字”型分划板，第一和第二分划板上的“一字”形刻线相互垂直摆放；当第一光源、第二光源开启后，所发出的光线分别照亮第一分划板和第二分划板，所述第一分划板和第二分划板上相互垂直的“一字”形刻线，分别投影到第一分光棱镜中，并分别经过第一分光棱镜的反射和投射作用后，入射到第二分光棱镜中，其中的P分量波被全部透射，并经过1/4波片后相位分别延迟90°，经过准直透镜的准直作用后投射到目标反射面上，被目标反射面反射回来的光线经过准直透镜的汇聚作用后，再次经过1/4波片，相位再分别延迟90°，变成S波，而全部被第二分光棱镜反射到第三分光棱镜中，并经过第三分光棱镜后，入射到第一PSD探测器和第二PSD探测器中。

本实用新型中由于1/4波片两次相位延迟，使得原来的S波变成了P波，完全透过了偏振分光棱镜，使得光信号在经过分光棱镜后的能量损失减低到0，极大的提高的光源能量的利用率，这种光能量的利用率的提高在光信号需要多次经过分光棱镜面时显得尤为重要，因为理论上说自然光没经过一次分光棱镜面得光能量损失接近50%，假如经过n次分光棱镜，则剩余光能量为原来的1/2ⁿ。本实用新型中利用偏振分光棱镜和1/4波片使光源发出的光能量利用率提高一倍。

进一步的，所述第一光源和第二光源采用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，同时，由于LED光源具有很强的偏振性，用LED光源的系统光能量损失可以降低到最小。