[发明专利]基于环形芯光纤的高精度粗糙度测量装置

权利要求书

1.一种基于环形芯光纤的高精度粗糙度测量装置，包括激光器(1)、普通单模光纤(2)、光纤耦合器(3)、第一光功率计(4-1)、第二光功率计(4-2)、光纤环形器(5)、环形芯光纤(6)、聚焦物镜(7)、电荷耦合器件(CCD)(8)、计算机(9)；激光器(1)发出特定波长的激光经由普通单模光纤(2)通过光纤耦合器(3)后分别通过第一光功率计(4-1)和光纤环形器(5)；经过第一光功率计(4-1)的入射光强被计算机实时记录，以减小激光器出射光强波动对测量结果的影响，经过光纤环形器(5)的光再耦合进环形芯光纤(6)后照射在待测平面上，所述环形芯光纤(6)末端具有一定锥角，使得激光经环形芯光纤(6)传输后在光纤末端附近形成微小的聚焦光斑；通过聚焦物镜(7)、电荷耦合器件(CCD)(8)在计算机(9)上得到环形芯光纤(6)与待测平面的位置关系图像，可以调整环形芯光纤(6)到待测平面的距离使得聚焦光斑中心恰好在待测平面上，此时聚焦光斑在待测平面发生散射，镜面反射光依次经过环形芯光纤(6)、光纤环形器(5)被第二光功率计(4-2)所探测到，根据表面粗糙度均方值σ²与镜面反射光强I_S的关系得出待测平面的表面粗糙度均方值，式中λ为所选用的激光波长，θ₁为入射光与待测平面法线的夹角，θ₂为镜面反射光与待测平面法线的夹角，I₀为激光器发射光强。

2.根据权利要求1所述的一种基于环形芯光纤的高精度粗糙度测量装置，其特征是：环形芯光纤末端是锥台形或者其它对光线具有聚焦作用的端面结构。