一種小孔光闌定標(biāo)的方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供了一種能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)小孔光闌通光直徑和撥桿旋轉(zhuǎn)角度進(jìn)行測(cè)量的方法。該方法通過(guò)馬赫-曾特干涉系統(tǒng)和雙光楔移動(dòng)測(cè)微系統(tǒng)對(duì)由小孔光闌所成像的尺寸進(jìn)行測(cè)量，實(shí)現(xiàn)對(duì)小孔光闌直徑的非接觸式測(cè)量。在觀察屏處，采用分劃板設(shè)計(jì)降低人為誤讀的幾率。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種小孔光闌定標(biāo)的方法
所屬【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種小孔光闌定標(biāo)的光學(xué)方法，能夠?qū)潭ü怅@進(jìn)行直徑測(cè)量和對(duì)可調(diào)可變光闌進(jìn)行有效直徑的定標(biāo)。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，在光學(xué)實(shí)驗(yàn)室中所使用的小孔光闌在光路中多是起孔徑光闌的作用，即對(duì)光束進(jìn)行孔徑或角度限制。然而，在具體實(shí)驗(yàn)中，對(duì)于小孔光闌的限制作用(即小孔光闌的實(shí)際直徑)缺乏精確的衡量。對(duì)于固定光闌，在對(duì)小孔光闌實(shí)際直徑要求精度不高時(shí)，尚可采用制造商提供的標(biāo)稱(chēng)尺寸作為真實(shí)尺寸，但是對(duì)于可變光闌，尤其是連續(xù)可調(diào)可變型的光闌，小孔光闌的直徑就無(wú)從獲知。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決小孔光闌直徑測(cè)量問(wèn)題，本發(fā)明提供一種測(cè)量方法，該方法不僅可以實(shí)現(xiàn)對(duì)固定光闌的直徑測(cè)量，而且能夠?qū)烧{(diào)可變光闌進(jìn)行定標(biāo)，即對(duì)鋼葉片縮進(jìn)量與光闌外圈(或撥桿)旋轉(zhuǎn)角度之間的聯(lián)動(dòng)關(guān)系進(jìn)行數(shù)值測(cè)量。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:在對(duì)固定光闌的直徑進(jìn)行測(cè)量時(shí)，將待測(cè)小孔光闌置于激光平行光管的輸出光路上，通過(guò)對(duì)觀察屏上圓斑的測(cè)量，即可知待測(cè)小孔光闌的直徑。
[0005]在對(duì)可調(diào)可變光闌實(shí)際有效直徑測(cè)量時(shí)，將待測(cè)小孔光闌置于馬赫-曾特干涉系統(tǒng)四臂中的任意一臂里，在干涉系統(tǒng)輸出與觀察屏之間設(shè)置一雙光楔移動(dòng)測(cè)微系統(tǒng)。當(dāng)待測(cè)小孔光闌實(shí)際直徑變化時(shí)，通過(guò)對(duì)雙光楔移動(dòng)測(cè)微系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，使得在觀察屏處所得的干涉圖樣無(wú)論從條紋間距還是條紋數(shù)目都恢復(fù)到待測(cè)小孔光闌直徑未變化時(shí)的狀態(tài)，根據(jù)雙光楔移動(dòng)測(cè)微系統(tǒng)的測(cè)微關(guān)系，便可得待測(cè)小孔光闌直徑改變量，從而可知待測(cè)小孔光闌實(shí)際直徑。
[0006]本發(fā)明的有益效果是:不僅避免機(jī)械式測(cè)量上無(wú)相應(yīng)量具、操作要求高、對(duì)光闌存在磨損等問(wèn)題，而且測(cè)量精度高、人為主觀可引入誤差因素少、整個(gè)發(fā)明原理簡(jiǎn)單易懂。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0007]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
[0008]圖1是對(duì)固定光闌進(jìn)行直徑測(cè)量的光路原理圖。
[0009]圖2是對(duì)可調(diào)可變光闌實(shí)際有效直徑進(jìn)行測(cè)量的光闌原理圖。
[0010]圖3是為圖2中雙光楔移動(dòng)測(cè)微系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖。
[0011]圖4是游標(biāo)卡尺式定標(biāo)光闌盤(pán)。
[0012]圖1中:(I)激光器、(2)準(zhǔn)直擴(kuò)束系統(tǒng)、(3)小孔濾波器、(4)小孔光闌、(5)觀察屏。
[0013]圖2中:(I)激光器、⑵分束器、(3)全反鏡、⑷小孔光闌、(5)合束鏡、(6)雙光楔移動(dòng)測(cè)微系統(tǒng)、(7)觀察屏。
[0014]圖4中:(I)撥桿、⑵主尺盤(pán)(固定)、⑶游標(biāo)尺盤(pán)(可轉(zhuǎn)動(dòng))。

【具體實(shí)施方式】
[0015]在圖1中，觀察屏(5)是可度量圖樣尺寸的分劃板。當(dāng)激光器⑴經(jīng)過(guò)準(zhǔn)直擴(kuò)束系統(tǒng)(2)后，輸出的平行圓光束尺寸應(yīng)是略大于固定小孔光闌(4)直徑的，那么通過(guò)對(duì)成像于觀察屏(5)的圓形光斑進(jìn)行測(cè)量，即可獲知固定小孔光闌(4)直徑。
[0016]在圖2中，由分束器(2)、全反鏡(3)和合束鏡(5)共同組成了馬赫-曾特干涉系統(tǒng)。采用激光器(I)作為干涉系統(tǒng)的輸入光源，在干涉系統(tǒng)的任意相鄰兩臂中分別放置一待測(cè)同規(guī)格小孔光闌(4)，且兩光闌(4)的實(shí)際直徑要求一致，即要求兩光闌(4)撥桿應(yīng)撥至相同位置。在干涉系統(tǒng)輸出光路上依次放置雙光楔移動(dòng)測(cè)微系統(tǒng)(6)和觀察屏(7)。在觀察屏(7)上應(yīng)有明顯干涉圖樣，借助觀察屏(7)的分劃板刻度，記錄下干涉圖樣條紋數(shù)目和間隔。將撥桿撥至基準(zhǔn)刻度處(選取任一已知光闌直徑的刻度處即可，通常默認(rèn)選取光闌最大直徑的刻度處)，調(diào)節(jié)雙光楔移動(dòng)測(cè)微系統(tǒng)，直至在觀察屏上再次觀測(cè)到和第一次記錄的干涉圖樣條紋數(shù)目和間隔一樣為止。此時(shí)，記錄下雙光楔移動(dòng)測(cè)微系統(tǒng)所測(cè)得的直徑改變量，根據(jù)基準(zhǔn)直徑值即可得光闌實(shí)際直徑。
[0017]在圖3中，雙光楔移動(dòng)測(cè)微系統(tǒng)由兩完全相同的光楔按中心對(duì)稱(chēng)方式組成。依據(jù)該系統(tǒng)測(cè)微公式:Ay=AzS可知，通過(guò)對(duì)沿光軸方向的大位移Λζ測(cè)量可獲得垂軸方向的微小位移Ay，即通過(guò)對(duì)雙光楔沿光軸方向移動(dòng)轉(zhuǎn)化為對(duì)垂軸方向光闌成像直徑的變化。
[0018]在圖4中，光闌盤(pán)采用游標(biāo)卡尺的測(cè)量思路。主尺盤(pán)(2)為固定的，游標(biāo)尺盤(pán)(3)為可轉(zhuǎn)動(dòng)的。在對(duì)光闌撥桿旋轉(zhuǎn)角度測(cè)量時(shí)，先確定撥桿位置，即撥桿處于主尺盤(pán)哪兩個(gè)刻度線U、L2之間，再轉(zhuǎn)動(dòng)游標(biāo)尺盤(pán)使得游標(biāo)尺盤(pán)零刻度線與主尺盤(pán)L1對(duì)齊，此時(shí)，尋找到游標(biāo)尺盤(pán)上與主尺盤(pán)上某一刻度線對(duì)齊的刻度線。根據(jù)游標(biāo)卡尺的測(cè)量公式，便可知撥桿旋轉(zhuǎn)角度。
【權(quán)利要求】
1.一種采用光學(xué)方法對(duì)小孔光闌進(jìn)行定標(biāo)的測(cè)量系統(tǒng)。該系統(tǒng)由馬赫-曾特干涉系統(tǒng)和雙光楔移動(dòng)測(cè)微系統(tǒng)共同組成，其特征是:測(cè)量時(shí)利用馬赫-曾特干涉系統(tǒng)可獲得高精度的孔闌基準(zhǔn)成像圖樣，且對(duì)于孔闌限制作用反應(yīng)靈敏；而雙光楔移動(dòng)測(cè)微系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)孔闌微小縮進(jìn)量進(jìn)行放大和精確測(cè)量。
2.游標(biāo)卡尺式光闌盤(pán)結(jié)構(gòu)。對(duì)傳統(tǒng)小孔光闌的光闌盤(pán)附加上可度量縮進(jìn)量(角度)的弧形游標(biāo)卡尺，其特征是:小孔光闌在光闌盤(pán)上增設(shè)了一組兩把刻度不一的弧形尺，由固定主尺和可轉(zhuǎn)動(dòng)副尺構(gòu)成。
【文檔編號(hào)】G01B11/08GK104422395SQ201310413279
【公開(kāi)日】2015年3月18日 申請(qǐng)日期:2013年9月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月11日
【發(fā)明者】韓國(guó)霞, 黃張翔, 徐先鋒, 胡明霞, 于奧, 舒仕爽 申請(qǐng)人:中國(guó)石油大學(xué)(華東)