[发明专利]一种基于平行光比例成像的远距离微物重合度检测方法

说明书

本发明公开一种基于平行光比例成像的远距离微物重合度检测方法，包括搭建第一光学成像系统和第二光学成像系统；开启白光光源，通过匀光板将来自白光光源的光束照射在第一微物上；将第一微物置于第一光学成像系统的焦点处；将第二光学成像系统反向放置在第一光学成像系统后端的位置，使第二微物位于第二光学成像系统焦点位置；将观测设备置于所述第二微物后侧，使第二微物位于所述观测设备的焦点处；微调观测设备的焦距，使第二微物和第一微物缩放后的物像在观测设备上清晰显示，比较第二微物和第一微物的物像的重合精度，得到测量结果。本发明提供的基于平行光比例成像的远距离微物重合度检测方法，解决了微物在大空间内无法测量重合度的问题。

技术领域

本发明涉及几何量测试计量技术领域，特别涉及一种基于平行光比例成像的远距离微物重合度检测方法。

背景技术

目前，相较于其它测量方法，光学精密测量技术具有精度高、效率高、无损伤的特点，在各行各业有着广泛的应用。例如，大型物体远距离空间定位测量，通过光学测量方法能够比较容易实现。

但是，几何尺寸与波长相近的微小物体的空间位置的远距离测量却受限于光物理特性、设备仪器精度等，往往无法达到要求精度，甚至无法测量；另一方面，一般光学测量采用激光束作为测量光源，激光束由于其良好的方向性、相干特性，能够进行一些远距离的空间几何尺寸、位置关系测量工作，但对于微小物体，由于其相干特性，反而更容易发生干涉、衍射现象，影响测量结果，或导致测量失败。尤其是对于远距离多个微物的空间位置关系测量，无论是全波长光束还是激光光束测量，都会受到干涉、衍射现象的影响。这里以两条间距较远(米级)的微缝(几十微米级)为例进行重合度测量。一般情况下，会采用光束从一个微缝穿过，再穿过第二个微缝，此时在远处光屏上所成像为干涉像及衍射像的混叠，无法进行重合度测量。类似的重合度测量工作，目前无较为可行的测量方法，需要找出一种测量距离远、观测分辨率高，可对微小尺度物体做高精度重合度测量的方法，实现多个微小物体相对空间几何位置关系的精确控制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于平行光比例成像的远距离微物重合度检测方法，具有测量距离远、观测分辨率高的特点，可对微小尺度物体做高精度重合度测量的方法，实现多个微小物体相对空间几何位置关系的精确控制，以解决现有的技术无法对微小物体的空间位置远距离测量的问题。

本发明通过以下方式实现：

本发明提供一种基于平行光比例成像的远距离微物重合度检测方法，采用基于平行光比例成像的远距离微物重合度装置对第一微物和第二微物的重合度进行检测，所述远距离微物重合度检测装置包括白光光源、匀光板、第一光学成像系统、第二光学成像系统以及观测设备，该方法包括：

搭建所述第一光学成像系统和所述第二光学成像系统并按照预定比例关系对所述第一和第二光学系统进行调焦后，调节所述第一和第二光学成像系统至同轴；

开启所述白光光源，通过所述匀光板将来自所述白光光源的光束匀化为均质白光，照射在所述第一微物上；

将所述第一微物置于所述第一光学成像系统的焦点处，使所述第一光学成像系统能够捕捉到所述第一微物均匀清晰的物像；

将所述第二光学成像系统沿着光轴反向放置在所述第一光学成像系统后端的预定位置，使所述第二微物位于所述第二光学成像系统的焦点位置；

将所述观测设备置于所述第二微物后侧，使所述观测设备与前端光路同轴，调整所述观测设备的位置，使所述第二微物位于所述观测设备的焦点处；

微调所述观测设备的焦距，使所述第二微物和所述第一微物缩放后的物像在所述观测设备上清晰显示，比较所述第二微物和所述第一微物的物像的重合精度，得到测量结果。

根据本发明所述的基于平行光比例成像的远距离微物重合度检测方法，所述第一微物和所述第二微物是一个微小物体本身，或是宏观物体上的微小几何特征。