電光晶體z軸偏離角測量裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及光學(xué)檢測領(lǐng)域，具體是一種電光晶體Z軸偏離角測量裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 電極普克爾盒（PEPC)具有控制激光輸出或隔離反射激光的功能，因此，在大型激 光裝置中，常用于作為級間隔離的重要手段。電光晶體是PEPC中的關(guān)鍵部件，決定著PEPC 的性能，設(shè)計過程中要求其Z軸與通光面法線平行。因此需要實現(xiàn)Z軸偏離角的高精度測 量。
[0003] 傳統(tǒng)的晶體光軸確定方法是X射線衍射法，但X射線衍射儀價格昂貴，需要專門的 檢驗及防護措施，使用不便。而且其測量晶體光軸方向，需要預(yù)先知道該晶體的結(jié)構(gòu)參數(shù)以 及晶面與衍射峰的對應(yīng)關(guān)系，測量方法復(fù)雜，測量范圍有限。另一種方法是利用偏光顯微鏡 來實現(xiàn)晶體偏振光干涉，利用目鏡的分劃板和目測的辦法測出光軸出露點相對于視域中心 的距離，結(jié)合顯微鏡的數(shù)值孔徑可求出光軸偏離角，這種方法的誤差較大（3° ~5° )。 【實用新型內(nèi)容】
[0004] 本實用新型提供一種電光晶體Z軸偏離角測量裝置，解決現(xiàn)有的方法測量電光晶 體Z軸偏離角方法復(fù)雜、測量范圍有限或誤差大的問題。
[0005] 本實用新型的技術(shù)方案為：一種電光晶體Z軸偏離角測量裝置，包括：按光路依次 放置的激光器（1 〇 1)、顯微物鏡（102 )、針孔（103 )、可調(diào)光闌（104 )、起偏器（106 )、準(zhǔn)直透鏡 (105 )、反射鏡（107 )、分束立方體（108 )、光屏（109 )、透鏡一（110 )、待測晶體（111)、透鏡二 (112)、成像透鏡（114)、檢偏器（113)、探測器（115)和計算機處理系統(tǒng)（116);其中，起偏器 (106)和檢偏器（113)偏振方向垂直，透鏡一（110)和透鏡二（112)嚴(yán)格共輒，分束立方體 (108 )、反射鏡（107 )、待測晶體（111)和光屏（109 )組成邁克爾遜干涉系統(tǒng)。
[0006] 進一步地，透鏡一（110 )設(shè)有定位裝置，保證其在移出光路后再次移入光路位置不 變，仍與透鏡二嚴(yán)格共輒。
[0007] 進一步地，光屏（109)可以用C⑶或CMOS成像器件代替。
[0008] 進一步地，反射鏡（107)的反射率與待測晶體（111)前表面的反射率在同一量級。
[0009] 本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下有益效果：
[0010] 本實用新型利用錐光干涉原理，采用邁克爾遜干涉原理實現(xiàn)晶體精密定位，通過 圖像匹配算法實現(xiàn)光軸出露點中心計算，具有測量精度高、測量方法簡單、測量重復(fù)性好等 優(yōu)點，具有很大應(yīng)用前景。
【附圖說明】
[0011] 圖1本實用新型實驗裝置示意圖；
[0012] 圖2本實用新型待測晶體精密定位光路不意圖；
[0013] 附圖標(biāo)記說明：101-激光器；102-顯微物鏡；103-針孔；104-可調(diào)光闌；105-準(zhǔn) 直透鏡；106-起偏器；107-反射鏡；108-分束立方體；109-光屏；110-透鏡一；111-待測晶 體；112-透鏡二；113-檢偏器；114-成像透鏡；115-探測器；116-計算機處理系統(tǒng)。
【具體實施方式】
[0014] 圖1為本實用新型實驗裝置示意圖，包括：按光路依次放置的激光器101、顯微物 鏡102、針孔103、可調(diào)光闌104、起偏器106、準(zhǔn)直透鏡105、反射鏡107、分束立方體108、光 屏109、透鏡一 110、待測晶體111、透鏡二112、成像透鏡114、檢偏器113、探測器115和計 算機處理系統(tǒng)116 ;其中，起偏器106和檢偏器113偏振方向垂直，透鏡一 110和透鏡二112 嚴(yán)格共輒，分束立方體108、反射鏡107、待測晶體111和光屏109組成邁克爾遜干涉系統(tǒng)。
[0015] 激光器101發(fā)出的光經(jīng)顯微物鏡102和針孔103濾波后，經(jīng)過準(zhǔn)直透鏡106擴束 準(zhǔn)直后變成平行光，入射至起偏器105形成線偏振光，再經(jīng)透鏡一 110匯聚至待檢晶體111， 在晶體中發(fā)生雙折射。光從待檢晶體111中射出后再經(jīng)由透鏡二112準(zhǔn)直成平行光，經(jīng)過 檢偏器114后由成像透鏡113匯聚后至探測器115探測面。
[0016] 測量裝置投入使用前，需對待測晶體111表面法線進行標(biāo)定，其標(biāo)定具體方法為：
[0017] A、將透鏡一 110移出光路；
[0018] B、將可調(diào)光闌104調(diào)至最小，調(diào)整待測晶體111姿態(tài)，使待測晶體111前表面的反 射光斑和反射鏡107的反射光斑在光屏處重合；
[0019] C、將可調(diào)光闌104調(diào)至最大，繼續(xù)調(diào)整待測晶體111姿態(tài)，直至光屏出現(xiàn)零級干涉 條紋；
[0020] D、將透鏡一 110移入光路，計算機處理系統(tǒng)116采集錐光干涉圖，計算光軸出露點 位置；
[0021] F、旋轉(zhuǎn)待測晶體111 一定角度重復(fù)步驟A、B、C、D再次計算出光軸出露點的位置；
[0022] G、多次重復(fù)F步驟，完成多次測量，得到多組光軸出露點位置，利用最小二乘法擬 合出其軌跡為圓形，圓心位置即為待測晶體111表面法線對應(yīng)位置。
[0023] 首先需要對待測晶體111的姿態(tài)進行精密定位，其實現(xiàn)方法如圖2所示：將透鏡一 110移出光路，將可調(diào)光闌104調(diào)至最小，調(diào)整待測晶體111姿態(tài)，使待測晶體111前表面 的反射光斑和反射鏡107的反射光斑在光屏處重合；將可調(diào)光闌104調(diào)至最大，此時經(jīng)反射 鏡107反射的參考光和待測晶體111前表面反射的測量光在光屏109處產(chǎn)生干涉，繼續(xù)調(diào) 整待測晶體111姿態(tài)，直至光屏109出現(xiàn)零級干涉條紋。此時待測晶體111定位精度達(dá)到 波長量級，大大提高系統(tǒng)測量重復(fù)性。
[0024] 然后將透鏡一 110移入光路，如圖1所示，旋轉(zhuǎn)起偏器106和檢偏器113使起偏器 106和檢偏器113的偏振方向垂直，此時計算機處理系統(tǒng)116采集到錐光干涉圖。
[0025] 最后利用圖像匹配算法完成錐光干涉圖光軸出露點坐標(biāo)U1, J1)提取。
[0026] 利用已知的待測晶體111表面法線坐標(biāo)（X。，，透鏡一 110焦距/，透鏡一 110處 光束口徑Λ探測器115上光斑直徑對應(yīng)的像素數(shù)可以得到電光晶體Z軸偏離角σ為：
[0028] 以上所述實施例僅表達(dá)了本申請的【具體實施方式】，其描述較為具體和詳細(xì)，但并 不能因此而理解為對本申請保護范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員 來說，在不脫離本申請技術(shù)方案構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本 申請的保護范圍。
【主權(quán)項】
1. 一種電光晶體Z軸偏離角測量裝置，其特征在于，包括：按光路依次放置的激光器 (101)、顯微物鏡（102)、針孔（103)、可調(diào)光闌（104)、起偏器（106)、準(zhǔn)直透鏡（105)、反射鏡 (107)、分束立方體（108)、光屏（109)、透鏡一（110)、待測晶體（111)、透鏡二（112)、檢偏器 (114)、成像透鏡（113)、探測器（115)和計算機處理系統(tǒng)（116);其中，起偏器（106)和檢偏 器（113)偏振方向垂直，透鏡一（110)和透鏡二（112)嚴(yán)格共輒，分束立方體（108)、反射鏡 (107)、待測晶體（111)和光屏（109)組成邁克爾遜干涉系統(tǒng)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電光晶體Z軸偏離角測量裝置，其特征在于，透鏡一 (110)設(shè)有定位裝置。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電光晶體Z軸偏離角測量裝置，其特征在于，光屏（109) 可以用C⑶或CMOS成像器件代替。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電光晶體Z軸偏離角測量裝置，其特征在于，反射鏡 (107)的反射率與待測晶體（111)前表面的反射率在同一量級。
【專利摘要】本實用新型公開了一種電光晶體Z軸偏離角測量裝置，包括：按光路依次放置的激光器（101）、顯微物鏡（102）、針孔（103）、可調(diào)光闌（104）、起偏器（106）、準(zhǔn)直透鏡（105）、反射鏡（107）、分束立方體（108）、光屏（109）、透鏡一（110）、待測晶體（111）、透鏡二（112）、成像透鏡（114）、檢偏器（113）、探測器（115）和計算機處理系統(tǒng)（116）；其中，起偏器（106）和檢偏器（113）偏振方向垂直，透鏡一（110）和透鏡二（112）嚴(yán)格共軛，分束立方體（108）、反射鏡（107）、待測晶體（111）和光屏（109）組成邁克爾遜干涉系統(tǒng)。通過利用邁克爾遜干涉原理實現(xiàn)晶體精密定位，采用圖像匹配算法實現(xiàn)光軸出露點中心計算，完成電光晶體Z軸偏離角精密測量。相對于其他裝置和方法具有測量精度高、測量方法簡單、測量系統(tǒng)誤差小和測量重復(fù)性好等優(yōu)點。
【IPC分類】G01B11/26
【公開號】CN204831223
【申請?zhí)枴緾N201520632653
【發(fā)明人】李 東, 劉勇, 姜宏振, 劉旭, 張霖, 鄭芳蘭, 任寰, 楊 一, 李文洪, 石振東, 于德強, 巴榮聲, 馬驊, 原泉, 周信達(dá), 鄭垠波, 楊曉瑜, 柴立群, 陳波
【申請人】中國工程物理研究院激光聚變研究中心
【公開日】2015年12月2日
【申請日】2015年8月21日