[实用新型]一种显微分光测量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种显微分光测量装置，尤其是用于测量光谱反射率的显微分光测量装置。

背景技术

随着光学产品质量控制要求的不断提高，研究开发和工业生产中对于透镜表面、特别是镀膜后光学零件表面的实际光谱反射率及反射率分布进行精确测量的要求越来越多。由于透镜表面曲率种类繁多、材料透明、镀减反膜后样品表面的反射光非常微弱，所以测试仪器面临着测试中如何使测试系统的光轴与被测面法线重合？如何使微弱的反射光经过分光后仍能够获得足够的信噪比保证测量精度等一系列设计困难。目前世界上能够上述测量工作的有日本Olympus公司的USPM-RU透镜反射率测量仪，但该仪器价格非常昂贵许多国内厂家只能望而兴叹。

实用新型内容

本实用新型提供了一种显微分光测量装置，可以确保测试系统的光轴与被测面法线重合，提高测量精度。

所述显微分光测量装置包括照明系统、投光系统和成像光学系统，照明系统用以将光源所发出的光输送给投光光学系统，投光系统包括半透半反镜，将照明系统的光经半透半反镜后投射到被测面上，被测面的反射光再经半透半反镜后被送入成像光学系统，成像光学系统包括包括左目镜和右目镜，右目镜前设有补偿透镜，进入成像光学系统的被测面的反射光被分光后，一束经补偿透镜会聚在右目镜的焦平面上，一束成像于左目镜焦平面上。

所述显微分光测量装置还可以包括分析系统，被测面的反射光经半透半反镜后被分光，一束送入成像光学系统，一束送入分析系统，所述分析系统通过光纤接受被测面的反射光并将其汇聚到光接收器上。作为改进方案，所述分析系统还包括受光耦合系统，受光耦合系统接收从光纤发出的被测面的反射光，耦合后汇聚到光接收器上。受光耦合系统包括透镜和小球，透镜光轴与光芯中轴线重合，小球球心在光芯中轴线的延长线上，从光纤发出的被测面反射光经透镜聚焦，使反射光耦合入光接收器内。通常为提高作为光接收器的光谱仪的分辨率，同时不降低能量，其入射端都做成狭缝，缝隙越小分辨率越高，由于显微分光测量装置中的被测面反射光光束是圆的，如果直接成像在光接收器(光谱仪)的入口狭缝上，则有很大的能量损失。用多芯光纤来耦合的好处是：光纤的一端排成圆形，另一端排成“一”字形，即狭缝状，从而光纤的圆形一端接收的被测面反射光光束，从另一端射出时转换成狭缝状，再经透镜和小球聚焦后耦合入光接收器内，与光接收器的入射端形状完全匹配，减小了能量的损失。

作为本实用新型的改进，所述半透半反镜以光轴为对称轴，反射部分与透过部分对称配置，而且反射部分与透过部分的个数均为奇数。

所述半透半反镜位于投光系统中的物镜系统的出瞳附近。

所述照明系统、投光系统、成像光学系统和分析系统分别设计成无限远光学系统。

采用本实用新型，由于在成像光学系统的右目镜前设有补偿透镜，使被测面的反射光经补偿透镜会聚在右目镜的焦平面上，射入右目镜，从而可以在右目镜中观察到半透半反镜的像。而左目镜为常规设计，可以通过左目镜进行对焦，观察被测面是否位于投光系统中物镜的焦平面上。当被测面位于物镜焦平面上时，只有当被测面法线与投光系统的光轴(即测试系统的光轴)重合时，被测面的反射光与入射光相对于投光系统的光轴对称，可以全部经半透半反镜被送入显微观察光学系统，使得右目镜中观察到的半透半反镜的像对称分布，从而可以通过观察右目镜中的半透半反镜的像来确定被测面法线与测试系统的光轴是否重合。采用本实用新型，不仅可以确定被测面位于物镜焦平面上，还可以通过使被测面法线与测试系统的光轴重合，使被测面的反射光全部经半透半反镜透射出去，可以大大提高显微分光测量装置的测量精度。