[发明专利]一种基于光杠杆的薄膜位置与角度的检测装置及方法

权利要求书

1.一种基于光杠杆的薄膜位置与角度的检测装置，其特征在于，包括：光源输出模块(1)、第一分束耦合器(2)、双面光杠杆薄膜测量检测模块(3)、第一干涉耦合器(4)、第二干涉耦合器(5)及采集处理模块(7)；所述双面光杠杆薄膜测量检测模块(3)包括：第一光线准直器(308)、第一光电位置探测器(301)、第二光线准直器(309)、第二光电位置探测器(302)及待测薄膜(304)，待测薄膜(304)安装在距离第一光线准直器(308)与第二光线准直器(309)的输出光的交点ε范围内，第一光线准直器(308)的出射光经过待测薄膜(304)第一测量面的反射，进入第一光电位置探测器(301)的工作面上，第二光线准直器(309)的出射光经过待测薄膜(304)第二测量面的反射，进入到第二光电位置探测器(302)的工作面上，ε表示大于等于零的量度参数，第一光电位置探测器(301)的输出端及第二光电位置探测器(302)的输出端均连接采集处理模块(7)；所述光源输出模块(1)的输出光被第一分束耦合器(2)分为两束，一束通过第一干涉耦合器(4)输入至双面光杠杆薄膜测量检测模块(3)的第一光线准直器(308)中，另一束通过第二干涉耦合器(5)输入至双面光杠杆薄膜测量检测模块(3)的第二光线准直器(309)中，两束输出光均在双面光杠杆薄膜测量检测模块(3)中进行薄膜位置及偏转角度检测校正，采集处理模块(7)中包括计算机(701)，薄膜位置及偏转角度检测校正后的电信号通过第一光电位置探测器(301)以及第二光电位置探测器(302)的输出端传输至采集处理模块(7)的计算机(701)进行数据解调与计算。

2.根据权利要求1所述的基于光杠杆的薄膜位置与角度的检测装置，其特征在于，所述光源输出模块(1)包括作为测量光束的宽谱光源(101)、第一隔离器(102)、作为光路校正光束的窄带稳频激光光源(103)、第二隔离器(104)及第一波分复用器(105)，宽谱光源(101)的发出光传输至第一隔离器(102)，窄带稳频激光光源(103)的发出光传输至第二隔离器(104)，两者通过第一波分复用器(105)合成一束输出光进入第一分束耦合器(2)中，被第一分束耦合器(2)等分为两束输出光。

3.根据权利要求2所述的基于光杠杆的薄膜位置与角度的检测装置，其特征在于，所述双面光杠杆薄膜测量检测模块(3)还包括膜厚测量探头模块、第二分束耦合器(306)及第三分束耦合器(307)，所述膜厚测量探头模块包括第一测量探头(303)及第二测量探头(305)，第一干涉耦合器(4)传输的输出光由第二分束耦合器(306)分为两束，一束进入第一测量探头(303)进行薄膜厚度测量，另一束进入第一光线准直器(308)中进行薄膜位置及偏转角度检测校正；第二干涉耦合器(5)传输的输出光由第三分束耦合器(307)分为两束，一束进入第二测量探头(305)进行薄膜厚度测量，另一束进入第二光线准直器(309)中进行薄膜位置及偏转角度检测校正。

4.根据权利要求1所述的基于光杠杆的薄膜位置与角度的检测装置，其特征在于，第一光线准直器(308)与第二光线准直器(309)的光学参数相同，第一光电位置探测器(301)与第二光电位置探测器(302)的光学参数相同，所述光学参数包括：发散角、工作距离、束腰直径及最大可通过光功率；第一光线准直器(308)、第二光线准直器(309)、第一光电位置探测器(301)及第二光电位置探测器(302)具有相同的光波长工作距离。

5.根据权利要求4所述的基于光杠杆的薄膜位置与角度的检测装置，其特征在于，当待测薄膜(304)未安装时，第一光线准直器(308)的输出光照射在第二光电位置探测器(302)的工作面上，第二光线准直器(309)的输出光照射在第一光电位置探测器(301)的工作面上，第一光线准直器(308)的输出光照射第二光电位置探测器(302)的工作面上形成的光斑面积小于第二光电位置探测器(302)工作面积的10％，第二光线准直器(309)的输出光照射在第一光电位置探测器(301 )的工作面上形成的光斑面积小于第一光电位置探测器(301)工作面积的10％。