[发明专利]光学反射系统入射光角度精准调节方法及装置

说明书

光学反射系统入射光角度精准调节方法及装置。本发明涉及石墨烯折射率传感系统、SPR传感系统、全内反射棱镜、镜面反射系统等其他光学反射系统，由于整个实验装置固定位置后，想要调整入射光角度，必须要对所有的透镜及其他实验装置的位置进行调整，对实验者造成了不必要的麻烦。本发明在不改变其他透镜和实验装置的基础上，将角度变化用线性平移代替，精密地调整入射光的角度，减少了大量的繁琐工作，使光路的稳定性更高。该装置在系统中加入一个由一维平移台构成的光路调节装置，通过控制一维平移台在光路方向的移动，将位移的变化转换为角度的变化，就可以控制入射点的光线角度，而不用再调整其他装置的位置。

技术领域

本发明涉及光学反射系统，例如石墨烯折射率传感系统、SPR传感系统、全内反射棱镜、镜面反射系统等。主要应用于光学反射系统简易、高精度调节入射光角度。

背景技术

光学系统是指由透镜、反射镜、棱镜和光阑等多种光学元件按一定次序组合成的系统，通常用来成像或做光学信息处理。反射系统是在光学系统中不可或缺的一部分。现有的光学系统中，如石墨烯折射率传感系统、SPR传感系统、全内反射棱镜、镜面反射系统等都存在光学反射系统，由于整个实验系统的装置要求非常严格，一旦固定位置后，想要调整入射光的角度，必须要对其他的透镜及实验装置的位置进行调整，调整过程繁琐，对实验者造成了不必要的麻烦。因此，调整反射系统入射光角度的方法还需改进。

发明内容

本发明目的是提供一种光学反射系统入射光角度精准调节方法及装置。解决光学反射系统入射角的精准调节问题。

本发明首次提出一种光学反射系统入射光角度精准调节方法及装置，在不改变其他透镜和实验装置的基础上，将角度变化用线性平移代替，精密地调整入射光的角度，减少了大量的繁琐工作，使光路的稳定性更高。其方法为在系统中加入一个一维平移台，通过控制一维平移台在光路方向的移动，将位移的变化转换为角度的变化，来控制入射点的光线角度，而不用再调整其他装置的位置。

本发明的技术方案

一种光学反射系统入射光角度精准调节装置，装置包括激光器(1)，以及沿激光光路顺次设置的第一平面反射镜(2)、第二平面反射镜(3)、第一双凸透镜(4)、第三平面反射镜(5)，第二双凸透镜(6)，经第二双凸透镜的光束照射到光学反射系统(7)，其中第二平面反射镜和第一双凸透镜固定在一维平移台上组成光路调节装置(10)，经光学反射系统的反射光路上还包括顺次设置的第三双凸透镜(8)和第四平面反射镜(9)。

本发明中，入射点的光线角度可以精确调整，且入射光点位置不变；将角度变化用线性平移长度代替，其他装置位置保持不变。

所述第二双凸透镜和第三双凸透镜的焦距相等且共焦点，焦点在光学反射系统的反射面所在的平面上；第一双凸透镜与第二双凸透镜共焦点且共焦面；第一双凸透镜、第二双凸透镜、第三双凸透镜的中心均在光轴上并且双凸透镜主面均垂直于光轴方向；一维平移台移动方向为沿第一平面反射镜和第二平面反射镜之间光线传播方向移动。

所述第四平面反射镜位于第三双凸透镜的焦面上，且第四平面反射镜所在的面与第二双凸透镜的焦面互为共轭面，第四平面反射镜垂直于光轴。

本发明同时提供了光学反射系统入射光角度精准调节方法，调节步骤如下：

第1步、激光器发射的探测光束分别由第一平面反射镜、第二平面反射镜反射后进入光路调节装置，然后会聚于第二双凸透镜与第一双凸透镜共同的焦面上，再经第二双凸透镜后为准直光束入射到光学反射系统，且入射点位置不随入射角变化而变化。

第2步、从光学反射系统反射的光经第三双凸透镜后到达第四平面反射镜，第四平面反射镜位于第三双凸透镜的焦面上，由于第四平面反射镜与第二双凸透镜的焦面互为共轭面、第二双凸透镜与第三双凸透镜焦距相等，所以光线经过第四平面反射镜反射后再原路返回，经过第三双凸透镜后再次成为准直光束，与原入射光线相同的传播路径再次经过光学反射系统的反射面，实现原路返回。