[发明专利]一种激光器焦距的检测装置及检测方法

说明书

本发明公开了一种激光器焦距的检测装置及检测方法，激光器包括至少一块成像透镜和位于成像透镜的主光轴一侧的光源模块，检测装置包括和光源模块相对设置的摄像模块，摄像模块在主光轴上来回平移并对处于熄灭状态的光源模块拍照，直到摄像模块拍摄到的光源模块的图像最清晰时停止；记录摄像模块到成像透镜的距离v以及光源模块到成像透镜的距离u,定义成像透镜的焦距为f,根据透镜成像公式1/f＝1/v+1/u，求得激光器的成像透镜的焦距f。本装置和方法，提高了激光器的焦距f计算的准确性。

技术领域

本发明属于光学领域，尤其涉及到一种激光器焦距的检测装置及检测方法。

背景技术

在激光成像领域里，激光器的焦距是重要的参数，焦距的准确性极大的影响曝光质量，因此，准确测量激光器的焦距显得尤为重要。参考图1和图2，目前，一种测量激光器的焦距的方法是：先点亮激光器1的光源模块10(光源模块10优先为激光二极管或者激光三极管，本申请中，认为光源模块10发出的光源为点光源)。光源模块10发出的4条光线(示例性的画4条)12,13,14和15经过成像透镜11透射后，错误的认为在图2中的B处聚焦，因此像距v为成像透镜11的光心O2到像点B之间的距离。由于光源模块10的中心O到成像透镜11的光心O2的物距u为定值，根据透镜成像公式1/f＝1/v+1/u，求得成像透镜11的焦距f。

然而，用这样的方法计算出来的成像透镜11的焦距f并不准确，这是因为像距v的测量是错误的。参考图2，实际上，光源模块10发出的4条光线12,13,14和15经过成像透镜11透射后，不会汇聚到B点，而是在图2所示的较窄处形成光束直径先逐渐变细然后又逐渐变粗的束腰形圆柱形状。束腰形圆柱形状具体表现为：定义图2中处于最外面的光线12，15在上下最宽处H1I1的直径为Фc,在向右的稍窄处H2I2的直径为Фd,在最窄处H3I3的直径为Фe,由于所有的光线不可能在B处汇聚，因此Фe不等于0。由于束腰形圆柱形光束的直径是渐变的，因此Фc＞Фd＞Фe，但Фc，Фd，Фe的值彼此相差很小。图4中，在测量像距v时，H1I1到成像透镜11的光心O2的距离v1与H4I4到成像透镜11的光心O2的距离v2之间的任何一个值都可能被作为像距v，因此根据透镜成像公式1/f＝1/v+1/u求得成像透镜11的焦距f是不准确的。也就是说，摄像模块2在测量H1I1到H4I4之间的光斑直径时，光斑直径变化非常小，很难找到最小值Фe，所以导致像距v测不准确。

发明内容

本发明提供了一种激光器焦距的检测装置及检测方法，其目的在于解决激光器的焦距计算不准确的问题。

本发明的方案如下：

一种激光器焦距的检测装置，激光器包括至少一块成像透镜和位于成像透镜的主光轴一侧的光源模块，检测装置包括和光源模块相对设置的摄像模块，摄像模块在主光轴上来回平移并对处于熄灭状态的光源模块拍照，直到摄像模块拍摄到的光源模块的图像最清晰时停止；记录摄像模块到成像透镜的距离v以及光源模块到成像透镜的距离u,定义成像透镜的焦距为f,根据透镜成像公式1/f＝1/v+1/u，求得激光器的成像透镜的焦距f。

进一步地，摄像模块设置在一滑块上，滑块位于一滑槽内，滑块和一控制模块连接，控制模块控制滑块连同摄像模块在滑槽内沿着主光轴滑动。

进一步地，摄像模块的中心、光源模块的中心和成像透镜的光心等高。

进一步地，摄像模块为CCD相机。

进一步地，控制模块为伺服电机。

进一步地，在摄像模块的周侧还设置有若干LED灯珠，若干LED灯珠发出的环形照明光用于为摄像模块拍摄光源模块时提供照明光。

本发明还公开了一种激光器焦距的检测方法，包括如下步骤：

步骤1：设置激光器和摄像模块，激光器包括光源模块和至少一块成像透镜，光源模块和摄像模块分别设置成像透镜两侧的主光轴上；