[实用新型]消杂光双光路光学定中仪

说明书

技术领域

本实用新型属于光学装配技术领域，具体涉及一种能对光学系统中的同轴光学部件的中心偏差进行测量并定中校正的仪器。

背景技术

近年来精密光学系统(如光刻机物镜、航测镜头、标准望远镜等)对镜头成像质量的要求越来越高。系统装配时镜片的光轴与参考轴之间会有偏差，即中心偏差。中心偏差的存在从根本上破坏了光学设计的理论基础—共轴理论，导致成像的像散性和畸变的不对称性，从而降低了成像质量。光学定中仪是测量精密光学系统中心偏差不可缺少的测量仪器，光学定中精度是机械定中方法的100倍左右，它在光学镜片胶合、光学系统装校和检测中都起着重要作用。

目前常用的定心设备普遍采用单光路反射式测量法，这种方法需要依次测量镜片前后两个测量面，后测量面中心偏差测量值是镜片两个测量面中心偏差的合成值，需要通过求解获得后测量面的中心偏差，因此后测量面的准确度总是受前测量面测量准确度的影响，造成误差的累积效应。双光路光学定中仪可以直接测量镜片两测量面的中心偏差，从而消除了前测量面准确度对后测量面准确度的影响，解决误差累积问题。

双光路光学定中仪一个光路的光束透射待测光学部件，就会在另一个光路中形成强杂光，对这个光路的信息光产生干扰，甚至会淹没信息光。利用偏振分束器产生两个偏振方向相互垂直的线偏振光光路，并在双光路中采用检偏器正交设计可以消除杂光对信息光的干扰。两个测量光路均使用空气轴承转台的旋转轴作为参考轴，并且两个光路测量的中心偏差均在同一光电探测器中显示，相同的参考标准有利于减小中心偏测量误差。只用一个自准直仪产生双光路并用一个光电探测器实现双光路同时测量，成本低廉，并提高了定中效率。

光学系统镜片装配时，圆度仪检测待测光学部件的复位情况，操作复杂，复位效率低下。光学系统第一片镜片定中后，用双光路定中仪定中装配后续镜片时可以通过下光路实现待测光学部件的快速检测并迅速复位，提高了整体定中效率。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种制作成本低，测量精度高，并能对光学部件两测量面中心偏差同时进行测量，从而快速地实现中心偏差校正的光学定中仪。 

本实用新型提供的光学定中仪，其结构如图1所示，由光电探测器1、自准直仪2、起偏器3、偏振分束器4、三个平面反射镜5、13、14，三个检偏器6、7、8，两个近距离变焦望远镜9、10，空气轴承转台12、圆度仪15、计算机平台16组成；所述自准直仪用于提供携带十字像信号的平行光，至起偏器3产生线偏振光，并由偏振分束器4产生偏振方向相互垂直的S光和P光；S光经过第一检偏器6、第二检偏器7并由第二近距离变焦望远镜10聚焦在固定在空气轴承转台12上的待测光学部件11所测镜片上表面的曲率中心；P光由第一平面反射镜5反射经过第三检偏器8并由第一近距离变焦望远镜9聚焦在所测镜片下表面曲率中心；S光和P光由所测镜片上下表面反射，并由光电探测器1摄取反射光的十字像信号，计算机平台16计算分析所测镜片的中心偏差，根据镜片中心偏差调整镜片进行校正定中；圆度仪15用于检测待测光学部件11的镜筒与空气轴承转台12的同轴性。

本实用新型中，所述光电探测器1可以为CCD、CMOS或其它光电探测器。所述光电探测器可以同时摄取反射S光和透射P光的十字像信号，在同一坐标系中同时测量所测镜片上下表面的中心偏差，提高中心偏差测量精度。

本实用新型中，旋转起偏器3可以为偏振片、尼科耳棱镜等。所述起偏器可以将自然光变为线偏振光，通过旋转该起偏器可以改变反射S光和透射P光的光强比。

本实用新型中，偏振分束器4将一束线偏振光分为偏振方向相互垂直的反射S光和透射P光。偏振分束器4的原理图如图2所示，光束A从偏振分束器M1端面垂直入射，经过偏振分束面M2分束后，P光从端面M3垂直出射，S光从端面M4垂直出射，P光和S光为偏振方向相互垂直的线偏振光。