[发明专利]一种微柱面透镜阵列的检测装置和方法

说明书

本发明公开了一种微柱面透镜阵列的检测装置和方法，该装置包括微柱面透镜阵列(101)，工装(102)，绕Z轴的旋转台(201)，沿X轴和Y轴的二维平移台(202)，Z轴方向高度接触测量设备(203)和计算机(204)。通过工装(102)特征的测试，准确快速调整微柱面透镜阵列(101)的位置，微柱面透镜阵列(101)的测试能精确沿母线的垂直方向。通过对微柱面透镜阵列(101)测试数据的多单元联合处理，能快速准确获得微柱面透镜阵列(101)的曲率半径、周期和面形误差。

技术领域

本发明属于光学元件检测领域，具体涉及一种微柱面透镜阵列的检测装置和方法。

背景技术

微透镜柱面阵列是指直径为几十到几百微米的子柱面镜在基板上整齐排列组成。微透镜柱面阵列由于单元尺寸小、集成度高等特点，被广泛用于激光阵列扫描、光束匀化、光束整形中等系统中。

微透镜柱面阵列由于单元尺寸小，常规的用于曲率半径和面形检测的干涉仪不能适用。白光轮廓仪可检测的范围较小，速度慢，且不能检测NA较大的透镜阵列。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提出了一种微柱面透镜阵列的检测装置和方法，实现了对微透镜阵列的检测。

为了实现上述目的，本发明提出了一种微柱面透镜阵列的检测装置，该装置包括：微柱面透镜阵列101，工装102，绕Z轴的旋转台201，沿X轴和Y轴的二维平移台202，Z轴方向高度接触测量设备203，计算机204。其中，XYZ坐标系为绕Z轴的旋转台201，沿X轴和Y轴的二维平移台202和Z轴方向高度接触测量设备203的坐标系。其中，绕Z轴的旋转台201实现绕Z向旋转，沿X轴和Y轴的二维平移台202实现沿X向和Y向平移。绕Z轴的旋转台201放在沿X轴和Y轴的二维平移台202上，工装102放在绕Z轴的旋转台201上，微柱面透镜阵列101放在工装102上，微柱面透镜阵列101位于Z轴方向高度接触测量设备203下方。其中，Z轴方向高度接触测量设备203能沿Z轴运动，并精确测量高度信息。其中，微柱面透镜阵列101的柱面母线与两端面垂直。其中，工装102结构为平台上有一个楔形柱，形成两个楔形台阶。工装102平台上有一楔角为α的楔形柱，形成两个楔形台阶。楔形柱上楔角为α对着的侧面与工装102的平台上表面垂直。楔形柱的三个侧面与两端面垂直。楔形柱的母线长度为f。其中，计算机204与绕Z轴的旋转台201、沿X轴和Y轴的二维平移台202和Z轴方向高度接触测量设备203相连，用于发出控制信号及获取Z轴方向高度信息。

另外本发明提供了一种微柱面透镜阵列的检测方法，该测量方法具体步骤如下：

步骤(1)、安装微柱面透镜阵列101。将微柱面透镜阵列101放在工装102上，工装102楔角α对着的侧面紧靠微柱面透镜阵列101的端面。

步骤(2)、安放工装102。将工装102放置在绕Z轴的旋转台201，工装102的与微柱面透镜阵列接触的侧面与二维平移台202的X轴大致垂直。

步骤(3)、测试工装102的位置，并精调使得二维平移台202的X轴与工装102上的楔形柱的母线方向平行。具体步骤如下所示：

步骤(31)、计算机204控制二维平移台202沿着X轴移动，同时控制Z轴方向高度接触测量设备203测试途经工装102上两个楔形台阶的高度变化。

步骤(32)、工装102上两个楔形柱的楔角α和两台阶高h1、h2，由下式得楔形柱的母线与二维平移台202的线的夹角β。

d＝(h1-h2)ctan(α)

步骤(33)、计算机204控制绕Z轴的旋转台201旋转β，使得二维平移台202的X轴与工装102上的楔形柱的母线方向平行。