[发明专利]一种基于激光束衍射光斑特性的超精密车削加工表面三维微观形貌测量方法

摘要

一种基于激光束衍射光斑特性的超精密车削加工表面三维微观形貌测量方法，其步骤如下一、将激光器预热；二、将激光器、线性衰减片、小孔光阑、透镜、CCD相机调整在同一高度；三、将工件安装在回转工作台上，打开激光器，激光器输出的激光束依次经线性衰减片和小孔光阑后照射到工件表面，转动回转工作台以调整激光束的入射角度；四、激光束在工件表面发生衍射现象，产生衍射光斑，衍射光斑按照不同级次分布开，通过透镜后，被调整为平行光束；五、CCD相机采集衍射光斑图像，得到各级衍射光斑的强度和位置关系，再利用光栅方程计算出表面三维微观形貌的大小。本发明光路系统调整简单，对测量环境要求不严格，可以在加工现场使用该方法。

主权项

一种基于激光束衍射光斑特性的超精密车削加工表面三维微观形貌测量方法，其特征在于所述测量方法步骤如下：步骤一：将激光器、线性衰减片、小孔光阑、透镜、CCD相机调整在同一高度，并调整透镜的焦距、CCD相机与透镜的距离，保证衍射光斑成像在CCD相机的感光元件上；步骤二：将激光器预热30‑60分钟；步骤三：将工件安装在回转工作台上，打开激光器，激光器输出的激光束依次经线性衰减片和小孔光阑后照射到工件表面，转动回转工作台以调整激光束的入射角度；步骤四：激光束在工件表面发生衍射现象，产生衍射光斑，衍射光斑按照不同级次分布开，通过透镜后，被调整为平行光束；所述激光束在工件表面发生衍射后，各级衍射光斑会按照不同的衍射角度展开，以+1级衍射光斑、‑1级衍射光斑、+2级衍射光斑、‑2级衍射光斑作为被测对象；步骤五：CCD相机采集衍射光斑图像，得到各级衍射光斑的能量和位置关系，再利用光栅方程nλ＝d(sinα±sinβ)，其中n为光谱级次，λ为入射光波长，d为光栅常数，α为入射角，β为衍射角，计算出表面三维微观形貌的大小。