[发明专利]一种大量程高频响光学共焦式测头

权利要求书

1.一种大量程高频响光学共焦式测头，包括激光器(1)，其特征是：所述的激光器(1)在光线方向上顺次设有准直扩束镜组件(2)、偏振分光棱镜组件(3)、λ/4波片组件(4)和物镜(5)，偏振分光棱镜组件(3)在反射光路方向上连有非偏振分光棱镜组件(6)；所述的非偏振分光棱镜组件(6)在透射光路方向上顺次设有第一成像透镜组件(7)、第一针孔光阑组件(8)和第一光电探测器组件(9)，在反射光路上顺次设有第二成像透镜组件(11)、第二针孔光阑组件(12)和第二光电探测器组件(13)；所述的第一针孔光阑组件(8)和第一光电探测器组件(9)共同安装在第一调节机构(10)内，所述的第二针孔光阑组件(12)和第二光电探测器组件(13)共同安装在第二调节机构(14)内；所述的λ/4波片组件(4)和物镜(5)之间设有活动间隙，并且配装有电容传感器(16)；所述的物镜(5)配装有能带动物镜(5)轴向移动的位移放大组件(15)；

所述的非偏振分光棱镜组件(6)的透射光路和反射光路彼此垂直；

所述的非偏振分光棱镜组件(6)的分光比为0.5:0.5；所述的非偏振分光棱镜组件(6)到第一成像透镜组件(7)之间的距离与到第二成像透镜组件(11)之间的距离相等；第一针孔光阑组件(8)设于第一成像透镜组件(7)的焦点与第一光电探测器组件(9)之间；第二针孔光阑组件(12)设于第二成像透镜组件(11)的焦点与第二成像透镜组件(11)之间；

第一针孔光阑组件(8)到第一成像透镜组件(7)的焦点之间的距离与第二针孔光阑组件(12)到第二成像透镜组件(11)的焦点之间的距离相等；

所述的准直扩束镜组件(2)包括沿激光方向排布的凹透镜(21)和凸透镜(22)；

所述的偏振分光棱镜组件(3)包括一个偏振分光棱镜(31)；

所述的λ/4波片组件(4)包括一个λ/4波片(41)；

所述的非偏振分光棱镜组件(6)包括一个非偏振分光棱镜(61)；

所述的第一成像透镜组件( 7) 包括沿着所述的非偏振分光棱镜组件(6)的透射光路方向设置的第一成像透镜(71)，所述的第二成像透镜组件(11)包括沿着所述的非偏振分光棱镜组件(6)的反射光路方向设置的第二成像透镜(111)；

所述的第一针孔光阑组件(8)包括正对第一成像透镜(71)的第一针孔光阑(81)，所述的第二针孔光阑组件(12)包括正对第二成像透镜(111)的第二针孔光阑(121)；

所述的第一光电探测器组件(9)包括设置在第一电路板(92)上的第一光电探测器(91)，所述的第一光电探测器(91)正对着所述的第一针孔光阑(81)；

所述的第二光电探测器组件(13)包括设置在第二电路板(132)上的第二光电探测器(131)，所述的第二光电探测器(131)正对着所述的第二针孔光阑(121)；第一针孔光阑(81)设于第一成像透镜(71)的焦点与第一光电探测器(91)之间；第二针孔光阑(121)设于第二成像透镜(111)的焦点与第二成像透镜(111)之间；

第一针孔光阑(81)到第一成像透镜(71)的焦点之间的距离与第二针孔光阑(121)到第二成像透镜(111)的焦点之间的距离相等；

所述的准直扩束镜组件(2)还包括第一支撑座(23)，所述的第一支撑座(23)设有同轴连通的第一沉孔(211)和第二沉孔(221)，所述的凹透镜(21)通过第一螺纹锁紧环(24)固定于第一沉孔(211)内，所述的凸透镜(22)通过第二螺纹锁紧环(25)固定于第二沉孔(221)内；

所述的偏振分光棱镜(31)设置于第一壳体(33)内，所述的第一壳体(33)设有光学导通准直扩束镜组件(2)、λ/4波片组件(4)和非偏振分光棱镜组件(6)的第一通光孔(32)；

所述的λ/4波片(41)设置在第八支撑座(42)上；

所述的非偏振分光棱镜(61)设于第二壳体(63)内，所述的第二壳体(63)设有光学导通偏振分光棱镜(31)、第一成像透镜组件(7)和第二成像透镜组件(11)的第二通光孔(62)；

所述的第一成像透镜(71)固定在第二支撑座(72)上；所述的第二成像透镜(111)固定在第三支撑座(112)上；

所述的第一光电探测器组件(9)还包括用于固定第一电路板(92)的第一固定座(94)，所述的第二光电探测器组件(13)还包括用于固定第二电路板(132)的第二固定座(134)；

所述的第一调节机构(10)包括套设于第一固定座(94)外围的第四支撑座(95)，以及套设于第一针孔光阑(81)外围的第五支撑座(82)，还包括间隙套设在第四支撑座(95)和第五支撑座(82)外围的第一环形座(101)，所述的第一环形座(101)上径向设有若干个第一调节螺钉(103)和第二调节螺钉(104)，所述的第一调节螺钉(103)和第二调节螺钉(104)彼此呈九十度顶设于第四支撑座(95)和第五支撑座(82)；

所述的第二调节机构(14)包括套设于第二固定座(134)外围的第六支撑座(135)，以及套设于第二针孔光阑(121)外围的第七支撑座(122)，还包括间隙套设在第六支撑座(135)和第七支撑座(122)外围的第二环形座(141)，所述的第二环形座(141)上径向设有若干个第三调节螺钉(143)和第四调节螺钉(144)，所述的第三调节螺钉(143)和第四调节螺钉(144)彼此呈九十度顶设于第六支撑座(135)和第七支撑座(122)；

所述的第四支撑座(95)与第一环形座(101)，以及第五支撑座(82)与第一环形座(101)之间分别设有第一弹簧片(102)；所述的第六支撑座(135)与第二环形座(141)之间，以及所述的第七支撑座(122)与第二环形座(141)之间分别设有第二弹簧片(142)；

所述的第一环形座(101)和第二环形座(141)、第一壳体(33)、第二壳体(63)和位移放大组件(15)分别固定于固定架(17)上；

所述的位移放大组件(15)包括设于固定架(17)上的第一刚性部(151)，平行于第一刚性部(151)并固定于物镜(5)的第二刚性部(152)，设于第一刚性部(151)上的压电执行器(159)，四条垂直于第一刚性部(151)并围绕压电执行器(159)的连杆(155)，所述的连杆(155)通过第一柔性铰链(158)连于第一刚性部(151)和第二刚性部(152)；所述的压电执行器(159)的一端顶设有压板(153)，另一端顶设有第三刚性部(154)，所述的第三刚性部(154)与对向的两根连杆(155)之间设有第二柔性铰链(156)；所述的压板(153)上设有作用于压电执行器(159)的预紧螺钉(157)；所述的第二柔性铰链(156)竖直设置，所述的连杆(155)水平设置。