法向位移和角度传感光学测头及测量方法

摘要

本发明公开了一种法向位移和角度传感光学测头及测量方法，其特征是半导体激光器发出的激光依次经分光光栅、分光镜和反射镜后经准直成平行光束，平行光束经直角棱镜反射进入显微物镜；被待测物体反射的光束按照原路返回至分光镜后经像散透镜聚焦在四象限探测器上；红外激光光源发出的激光依次经导光光纤、准直镜和聚焦镜聚焦于红外反射镜上形成与显微物镜的前焦点重合的聚焦点，由红外反射镜将红外激光垂直反射进入显微物镜中，在显微物镜中出射的平行红外激光束经过被测物体反射回显微物镜，红外分光镜将返回的红外激光束反射到二维PSD上。本发明可有效地用于直线导轨三自由度几何误差测量和标定，及自由曲面的表面形貌重构等。

主权项

法向位移和角度传感光学测头，其特征是由自动对焦单元(1)、倾角探测单元(2)和显微物镜(3)构成；在所述自动对焦单元(1)中，由半导体激光器(4)发出的激光依次经过分光光栅(5)、分光镜(6)和反射镜(7)的反射后，经准直镜(8)准直成平行光束，以所述平行光束经过直角棱镜(9)的反射进入显微物镜(3)；被待测物体(19)反射的光束按照原路返回至分光镜(6)后经像散透镜(10)聚焦在四象限探测器(11)上；红外激光光源(12)发出的激光依次经导光光纤(13)、准直镜(14)和聚焦镜(15)聚焦于红外反射镜(16)上形成一聚焦点，所述聚焦点与显微物镜(3)的前焦点重合，所述红外反射镜(16)位于直角棱镜(9)和显微物镜(3)之间，并且光轴成45°；由所述红外反射镜(16)将红外激光垂直反射进入显微物镜(3)中，在显微物镜(3)中出射的平行红外激光束经过被测物体(19)反射回显微物镜(3)，位于红外反射镜(16)和显微物镜(3)之间的红外分光镜(17)将返回的红外激光束反射到二维PSD(18)上。