用于激光测量光路调节的铰链光学装置及激光测量光路

摘要

本发明提供了一种用于激光测量光路调节的铰链光学装置，包括半球式铰链反射镜，所述半球式铰链反射镜包括铰链安装支座、半球式铰链和压块，所述压块与所述铰链安装支座连接，所述铰链安装支座上设有球形弧面凹槽，所述半球式铰链的球形外表面贴合设置在所述球形弧面凹槽上，所述半球式铰链夹设在所述压块、铰链安装支座之间，所述半球式铰链上设有反射镜。本发明还提供了一种激光测量光路。本发明的有益效果是：可通过半球式铰链来保证调节过程中，入射光和反射光始终位于反射镜的中心。

说明书

技术领域

本发明涉及铰链光学装置，尤其涉及一种用于激光测量光路调节的铰链光学装置及激光测量光路。

背景技术

激光干涉仪中由于空间位置的限制，在光路调节系统方面没有什么很好的解决办法。一般适用于没有空间限制的反射镜不适用有空间限制的激光干涉仪等光学仪器中，现有的光路调节机构如图 1、2所示，包括调节杆101和反射镜102，这种反射镜102虽然可以调节，但是所需要的空间比较大，若是做的太小，调节起来极为不便。反射镜102置于这个结构件的中心，调节时，通过调节杆101来调节光的俯仰和水平的偏摆。

虽然这种调节方式广为使用，但是，这种方式存在着以下限制或缺陷：此种结构过于复杂，在一些小型的光学仪器中，难以使用。并且此种方法调节的幅度较小，一般为单轴的调节范围小于5°。还有，这种结构的虽然反射镜镜片置于结构件的中心，但是调节时，不是以反射镜102的中心作为旋转中心来调节，因此对于精密的调节，这种方案会带来一定的弊端，特别是其调节的角度范围有限。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种用于激光测量光路调节的铰链光学装置及激光测量光路。

本发明提供了一种用于激光测量光路调节的铰链光学装置，包括半球式铰链反射镜，所述半球式铰链反射镜包括铰链安装支座、半球式铰链和压块，所述压块与所述铰链安装支座连接，所述铰链安装支座上设有球形弧面凹槽，所述半球式铰链的球形外表面贴合设置在所述球形弧面凹槽上，所述半球式铰链夹设在所述压块、铰链安装支座之间，所述半球式铰链上设有反射镜。

作为本发明的进一步改进，所述反射镜与所述半球式铰链的圆心重合。

作为本发明的进一步改进，所述反射镜为所述半球式铰链的大圆。

作为本发明的进一步改进，所述反射镜为平面反射镜。

作为本发明的进一步改进，所述半球式铰链连接有调节手柄，所述球形弧面凹槽的半径等于所述半球式铰链的球形外表面的半径。

作为本发明的进一步改进，所述压片为两级压片，包括层叠设置的底部压片和顶部压片，所述底部压片的厚度小于所述顶部压片的厚度。

作为本发明的进一步改进，所述底部压片为软质的金属材料。

作为本发明的进一步改进，所述底部压片为铜片。

作为本发明的进一步改进，所述顶部压片上设有螺纹孔，所述螺纹孔上螺纹连接有压紧调节螺栓，所述压紧调节螺栓压迫所述底部压片。

本发明还提供了一种激光测量光路，包括上述任一项所述的用于激光测量光路调节的铰链光学装置，所述半球式铰链反射镜有二个，分别为第一半球式铰链反射镜和第二半球式铰链反射镜，所述第一半球式铰链反射镜和第二半球式铰链反射镜形成铰链光学系统，所述激光测量光路还包括激光器和稳频光路，所述激光器所发出的光经所述铰链光学系统射入所述稳频光路。

本发明的有益效果是：通过上述方案，可通过半球式铰链来保证调节过程中，入射光和反射光始终位于反射镜的中心。

附图说明

图1是现有技术中光路调节机构的示意图。

图2是现有技术中光路调节机构的示意图。

图3是本发明一种用于激光测量光路调节的铰链光学装置的示意图。

图4是本发明一种用于激光测量光路调节的铰链光学装置的另一角度的示意图。

图5是本发明一种激光测量光路的铰链光学系统的示意图。

图6是本发明一种用于激光测量光路调节的铰链光学装置的调节示意图。

图7是本发明一种用于激光测量光路调节的铰链光学装置的调节示意图。

图8是本发明一种激光测量光路的示意图。

具体实施方式

下面结合附图说明及具体实施方式对本发明进一步说明。

图3至图8中的附图标号为：铰链安装支座1；球形弧面凹槽11；反射镜2；压块3；底部压片31；顶部压片32；半球式铰链4；调节手柄41；激光器100；第一半球式铰链反射镜200；第二半球式铰链反射镜300；稳频光路400。

如图3至图7所示，一种用于激光测量光路调节的铰链光学装置，包括半球式铰链反射镜，所述半球式铰链反射镜包括铰链安装支座1、半球式铰链4和压块3，所述压块3与所述铰链安装支座1连接，所述铰链安装支座1上设有球形弧面凹槽11，所述半球式铰链4的球形外表面贴合设置在所述球形弧面凹槽11上，所述半球式铰链4夹设在所述压块3、铰链安装支座1之间，所述半球式铰链4上设有反射镜2。

如图3至图7所示，所述反射镜2与所述半球式铰链4的圆心重合。

如图3至图7所示，所述反射镜2为所述半球式铰链4的大圆。

如图3至图7所示，所述反射镜2为平面反射镜。

如图3至图7所示，所述反射镜2的反射表面，正好位于所述半球式铰链4的半球的表面，这样当旋转半球型铰链4时，反射镜2的中心总是与旋转中心共线。同时半球型铰链4的尾部有一个调节手柄41，这样就能保证反射镜2能调节俯仰和偏摆的位置。

如图3至图7所示，所述半球式铰链4连接有调节手柄41，所述球形弧面凹槽11的半径等于所述半球式铰链4的球形外表面的半径，所述铰链安装支座1主要为了支撑半球式铰链4，旋转反射镜2时，始终能保证反射镜2的中心位置不变。

如图3至图7所示，所述压片3为两级压片，包括层叠设置的底部压片31和顶部压片32，所述底部压片31的厚度小于所述顶部压片32的厚度。

如图3至图7所示，所述底部压片31优选为软质的金属材料。

如图3至图7所示，所述底部压片31优选为铜片。

如图3至图7所示，所述顶部压片32上设有螺纹孔，所述螺纹孔上螺纹连接有压紧调节螺栓，所述压紧调节螺栓压迫所述底部压片31，当半球式铰链4位置调节好后，可以利用此螺纹孔将半球式铰链4固定。

如图3至图7所示，两级压片的设计，大大的提高了固定半球式铰链4的方便性和稳定性。若是用单个的压片，在半球式铰链4中心位置用顶丝固定的方式的话，难以保证顶丝不会使得半球式铰链4发生偏心。当使用两级压片时，这种顾虑就可以消除。受力的部位是底部压片31，并且底部压片31用软质金属构成，底部压片31与半球式铰链4的顶部接触，使得半球式铰链4的下部与铰链安装支座1是面接触的，从而保证了半球式铰链反射镜的稳固。

如图6所示，当入射光入射到反射镜2的中心时，旋转半球式铰链4的调节手柄41，可以使得反射光的俯仰角发生变化。

如图7所示，沿着半球式铰链4的轴线旋转时，可以调节反射镜2的偏摆角，偏摆角的调节角度理论上可以达到180度。

如图5、8所示，一种激光测量光路，包括上述任一项所述的用于激光测量光路调节的铰链光学装置，所述半球式铰链反射镜有二个，分别为第一半球式铰链反射镜200和第二半球式铰链反射镜300，所述第一半球式铰链反射镜200和第二半球式铰链反射镜300形成铰链光学系统。所述激光测量光路还包括激光器100和稳频光路400，所述激光器100所发出的光经所述铰链光学系统射入所述稳频光路400。

如图5、8所示，第一半球式铰链反射镜200可以调节入射光束的俯仰和偏摆，将其入射在第二半球式铰链反射镜300的中心位置，第二半球式铰链反射镜300同样能够调节光束的俯仰和偏摆，通过两个半球式铰链反射镜的调节，实现对任意位置任意光束的调节。

如图5、8所示，由于稳频光路400以及后续的光学元件在位置的高低、左右存在着偏差，通过两个半球式铰链反射镜可以将出射光的方向调整为我们需要的方向，直到激光从激光干涉仪中输出。

本发明提供的一种用于激光测量光路调节的铰链光学装置及激光测量光路的优点为：

(1)半球式铰链反射镜可以使得入射光和反射光始终位于反射镜2的中心位置。

(2)半球式铰链反射镜可以大大增加反射镜2角度的调节范围，相比于已有结构中俯仰轴和偏摆轴5度调节范围，半球式铰链反射镜基本上可以使得俯仰和偏摆的角度达到理论上的180度。

(3)半球式铰链反射镜的支撑系统，该系统可以保证半球式铰链反射始终是面接触在支撑系统上，并且能保证半球式铰链反射镜的中心位置不变。

(4)两级压片系统可以保证系统调节的灵活性稳定性。

(5)由两个半球式铰链反射镜组成的铰链光学系统可以将激光反射至任意方向。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。