[发明专利]用于光学系统调焦调平的检测装置及方法

说明书

本公开提供一种用于光学系统调焦调平的检测装置，该检测装置沿光路方向依次包括：光源、第一PBS棱镜、1/4波片、测试板、1/2波片、分光棱镜和探测器；其中，光源发射的S偏振光被第一PBS棱镜反射至1/4波片，1/4波片将S偏振光转变为圆偏振光，圆偏振光透过待测光学系统，被测试板反射，再次透过待测光学系统返回进入1/4波片，1/4波片将圆偏振光转变为P偏振光；P偏振光透过第一PBS棱镜进入1/2波片，被1/2波片调整偏振方向后进入分光棱镜；分光棱镜的上半部和下半部分别将调整偏振方向后的P偏振光进行多次反射后于同一出光面输出；探测器检测上半部和下半部输出光的位置，并根据该位置对待测光学系统进行调平。

技术领域

本公开涉及光学系统的集成及装调技术领域，具体涉及一种用于光学系统调焦调平的检测装置及方法。

背景技术

光学系统集成过程中，倾斜和不在最佳焦面是常见的问题，因为单纯依靠机械结构定位，必然会存在倾斜、不在最佳焦面等定位误差，而最佳焦面位置通常会放置标记板、探测器等系统重要部件。这些定位误差会导致探测器上接收到的光斑图像信号对比度下降，直接影响系统分辨率，最终降低测量精度，因此，倾斜和最佳焦面的调整是必须解决的问题。

通常，光学系统的倾斜调整是集成后通过测量分析探测器的光斑信号，根据光斑信号来调节光学系统与框架基准面的倾斜，然后再通过其他的测量系统定位光学系统的焦面，焦面测量系统通常需要针对不同的光学系统进行开发定制。因此，这些方法往往需要借助其他多项辅助设备完成，通用性差，成本较高，测量及调整时间较长，具有一定的局限性和不便性。

发明内容

(一)要解决的技术问题

针对上述问题，本公开提供了用于光学系统调焦调平的检测装置及方法，用于至少部分解决传统装置结构复杂、通用性差、成本较高等技术问题。

(二)技术方案

本公开提供了一种用于光学系统调焦调平的检测装置，检测装置沿光路方向依次包括：光源、第一PBS棱镜、1/4波片、测试板、1/2波片、分光棱镜和探测器；其中，光源发射的S偏振光被第一PBS棱镜反射至1/4波片，1/4波片将S偏振光转变为圆偏振光，圆偏振光透过待测光学系统，被测试板反射，再次透过待测光学系统返回进入1/4波片，1/4波片将圆偏振光转变为P偏振光；P偏振光透过第一PBS棱镜进入1/2波片，被1/2波片调整偏振方向后进入分光棱镜；分光棱镜的上半部和下半部分别将调整偏振方向后的P偏振光进行多次反射后于同一出光面输出；探测器检测上半部和下半部输出光的位置，并根据该位置对待测光学系统进行调平。

进一步地，分光棱镜包括胶合连接的上半部和下半部，上半部由直角棱镜、屋脊棱镜组成，下半部由直角棱镜、屋脊棱镜组成，两个直角棱镜之间为分光面。

进一步地，待测光学系统通过第一调节机构固定于基板上；检测装置设置于待测光学系统之上，且两者的主光轴重合。

进一步地，检测装置还包括：调平工装，用于承载测试板，并经过调节使之平行位于待测光学系统的理论焦面处，调平步骤结束后，记录测试板的位置，进行待测光学系统的调焦。

进一步地，调平工装为三角形吊装结构，其三个角上分别设置有柱状结构，每个柱状结构包括基准面、第二调节机构；其中，基准面与基板的下表面相接触。

进一步地，调平工装中间设置有凹槽，用于放置测试板并使之与基板平行。

进一步地，检测装置还包括：三坐标测量机，用于测量每个柱状结构的位置，通过调节第二调节机构使测试板与基板平行。

进一步地，检测装置还包括：三个电容传感器，用于记录测试板的焦面位置；运动台，用于根据记录的焦面位置使得标记板复原到该焦面位置，完成待测光学系统的调焦。