对聚焦光学系统聚焦光斑尺寸测量的装置及其使用方法

摘要

本发明属于聚焦光斑精密测量技术领域，具体涉及一种对聚焦光学系统聚焦光斑尺寸测量的装置及其使用方法，包括准直激光光源、反射与透射切换单元、分光镜、聚光镜、光功率探测器、第一直线运动单元、第二直线运动单元、双缝、聚焦透镜、CCD相机、计算机，其中准直激光光源、分光镜、反射与透射切换单元、双缝、聚焦透镜、CCD相机共光路依次设置，反射与透射切换单元设置于第一直线运动单元上,双缝和聚焦透镜设置于第二直线运动单元上,所述分光镜的反射光路上依次设置有聚光镜和光功率探测器，光功率探测器、直线运动单元、第二直线运动单元、CCD相机均与计算机连接，通过一定的使用方法以克服现有技术不能用于对聚焦光斑的尺度进行分析测量的问题。

主权项

一种对聚焦光学系统聚焦光斑尺寸测量的装置，其特征在于：包括准直激光光源（1）、反射与透射切换单元（2）、分光镜（3）、聚光镜（4）、光功率探测器（5）、第一直线运动单元（6）、第二直线运动单元（7）、双缝（9）、聚焦透镜（10）、CCD相机（11）、计算机（12），其中准直激光光源（1）、分光镜（3）、反射与透射切换单元（2）、双缝（9）、聚焦透镜（10）、CCD相机（11）共光路依次设置，反射与透射切换单元（2）设置于第一直线运动单元（6）上, 双缝（9）和聚焦透镜（10）设置于第二直线运动单元（7）上, 所述分光镜（3）的反射光路上依次设置有聚光镜（4）和光功率探测器（5），光功率探测器（5）、第一直线运动单元（6）、第二直线运动单元（7）、CCD相机（11）均与计算机（12）连接；将被测透镜（8）设置在分光镜（3）与反射与透射切换单元（2）之间，准直激光光源（1）发出的准直激光经过被测透镜聚焦为一定尺度的光斑，使反射与透射切换单元（2）工作在反射状态，并利用第一直线运动单元（6）和第二直线运动单元（7）所带有的计数功能记录反射面当前位置A1及双缝（9）当前位置B1；计算机（12）的控制单元驱动第一直线运动单元（6），带动反射面，沿光轴方向从被测透镜（8）焦后推扫到焦前；反射光经分光镜（3）后，由聚光镜（4）聚焦到光功率探测器（5），并由计算机（12）记录反射面在不同位置时的光功率值；通过计算分析确定功率曲线顶点位置对应的反射面位置A2，使反射与透射切换单元（2）工作在透射状态；计算机（12）驱动第二直线运动单元（7）沿光轴方向做前后推扫运动，CCD相机采集不同推扫位置的干涉花样；利用计算机（12）对采集到的干涉花样进行滤波去噪处理，分析计算双缝在不同位置所采集的干涉花样的对比度，绘制对比度变化曲线；利用计算机（12）分析对比度变化曲线，计算曲线在不同推扫位置对应的斜率，将原对比度曲线分为斜率变化区及斜率固定区，并确定两个区域的交点B2；被测透镜（8）的聚焦光斑与双缝（9）之间的距离为：L = ︱︱B2‑B1︱‑︱A2‑A1︱︱所选用的双缝的间距为d，激光光源的波长为λ，则被测聚焦光斑的直径D为：D = λ*L/d。