[实用新型]一种光学准直装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种光学准直装置，应用于光学机械设备领域，使用该微调机构可将多种形状的光束准直入射到某一聚焦系统，并使得聚焦以后的光束准直入射到某一接收系统，完成对该光束信号的聚焦和采集。本实用新型尤其适用于半导体测量设备，该光学准直装置可满足测量设备对聚焦系统和接收系统位置的高精度要求。 

背景技术

许多光机设备中都存在聚焦元件和接收元件，聚焦元件例如可以包括抛物镜、聚焦透镜和球面反射镜等，接收元件例如可以包括光谱仪或CCD等探测器，它们在半导体测量设备中均要求较高的定位精度，有的精度甚至达到微米量级，因此，在光学系统中需要光学准直装置将聚焦元件和接收元件进行机械准直。目前，在一些光学系统中，只需调节聚焦元件和接收元件其中一个的位置即可，光束采用其他介质引入到一个不需调节的系统。例如光纤，将光引进聚焦元件或者接收元件，在需要得到光束谱线、能量、波差和波形的测量系统中不适用。在另外的一些光学系统中，只需调节接收元件，而聚焦元件采用机械加工的精度来保证，对机械加工的精度要求很高，在光路比较长，体积较大的光学系统中，机械加工很难保证很高的定位精度。另外一些设备准直精度低，光学准直装置的微调机构调节维数不够，因为很多接收元件的姿态和入射光的方向是唯一的，调节维数的缺失导致光不能够完全接收，损失测量精度。 

实用新型内容

本实用新型解决的技术问题在于：如何合理地设定光学聚焦元 件和接收元件的调节自由度，使之与光束之间进行高精度机械准直。 

本实用新型公开了一种光学准直装置，其包括第一支架、第二支架和第三支架，其中，所述第二支架和所述第三支架间隔开地固定到所述第一支架上，所述第二支架用于承载聚焦机构，所述第三支架用承载接收机构。所述聚焦机构包括聚焦元件和将所述聚焦元件可调节地固定在所述第二支架的第一安装组件，所述接收机构包括接收元件和将所述接收元件可调节地固定到所述第三支架的第二安装组件，其中，所述第二支架根据未聚焦光束的路径被配置以使光束粗略地定位到所述聚焦元件上，所述第三支架根据所述聚焦元件聚焦的光束被配置以使所述聚焦元件聚焦的光束粗略地定位到所述接收元件上，并且所述第一安装组件被配置成使光束精准地定位到所述聚焦元件上，所述第二安装组件被配置成使所述聚焦元件聚焦的光束精准地定位到所述接收元件上。 

具体地，在以所述聚焦元件的中心为中心并以未聚焦光束的轴线为第一聚焦坐标轴线，并以垂直于所述第一聚焦坐标轴线的第二和第三聚焦坐标轴线所建立的聚焦坐标系中，所述第一安装组件被配置成能够使所述聚焦元件绕所述第一聚焦坐标轴线可转动地调节、绕所述第二聚焦坐标轴线可转动地调节并绕所述第三聚焦坐标轴线可转动地调节。 

更具体地，所述第一安装组件还包括安装筒，所述安装筒具有侧面和端面，所述侧面限定有至少两个彼此沿着安装筒的纵向轴线对准的螺孔，所述第一安装组件还包括具有固定部分和从所述固定部分纵向延伸出但直径小于所述固定部分的插入部分的法兰盘，所述固定部分上开设有多个腰形通孔，所述法兰盘的插入部分插入到所述安装筒内且固定部分抵靠到所述安装筒的端面上并通过穿过腰形通孔的紧固件将所述固定部分紧固到所述安装筒的端面上，其中所述聚焦元件形成在或固定到法兰盘的插入部分的端面上，所述紧固件是可松开的以使所述法兰盘相对所述安装筒在所述腰形通孔限定的角度内可转动的。 

更具体地，所述第一安装组件还包括安装台，所述安装台包括固定到所述第二支架的基部和垂直于所述基部延伸的两个耳部，所述基部设置有纵向贯通的销孔，两个耳部的每一个上分别设置有横向贯通的螺孔并且这两个螺孔相对于所述基部的纵向销孔对称，所述第一安装组件还包括U形块，所述U形块的底部中央设有与所述基部的销孔对准的纵向通孔，所述U形块的底部两侧分别设有与所述耳部的螺孔对准的横向沉孔，所述沉孔内布置有陶瓷垫片，一端带有螺纹的旋转轴穿过所述基部的销孔并固定到所述U形块的螺孔内以将所述U形块可转动地固定于所述基部上，调节螺钉螺纹紧固到每个所述耳部的螺孔并使其端部顶靠到布置在所述U形块的沉孔内的陶瓷垫片上从而当旋紧或松开所述调节螺钉时所述U形块随之摆动，所述U形块的两条臂部的自由端附近相对地设置有销孔，紧固件穿过所述臂部的销孔并螺纹紧固到所述安装筒的侧面螺孔内。