背景
透鏡是光學(xué)系統中最重要的組成元件,現代的光學(xué)儀器對透鏡的成像質(zhì)量和光程控制有很高的要求,這也就對透鏡的制造有著(zhù)很高要求,加工出的透鏡尺寸,其公差必須控制在允許范圍內,因此需要在生產(chǎn)線(xiàn)上形成對透鏡厚度實(shí)時(shí)、自動(dòng)、精準的檢測,這對提高產(chǎn)線(xiàn)生產(chǎn)效率,控制產(chǎn)品質(zhì)量有重要意義,使用光纖微裂紋檢測儀(OLI)可以快速精準測試出透鏡的厚度,非接觸式的測量方式也不會(huì )對透鏡表面造成劃傷。
光纖微裂紋檢測儀測量透鏡厚度
使用光纖微裂紋檢測儀測量凸透鏡中心厚度,如圖1所示,準備一根匹配好測試長(cháng)度的光纖跳線(xiàn),一端接入設備DUT口,另外一端垂直對準透鏡,讓接頭和透鏡之間預留一定距離,同時(shí)使用OLI進(jìn)行測量。
圖1 測量系統示意圖
測量結果如圖2所示,圖中共有3個(gè)峰值,第1個(gè)峰值為FC/APC接頭端面的反射,第2個(gè)峰值為空氣到透鏡第一個(gè)面的反射,第3個(gè)峰值為透鏡第二個(gè)面到空氣的反射。
圖2 凸透鏡厚度測試結果圖
峰值1和2之間的距離為3.876mm,峰值2和3之間的距離為20.52mm,圖2中測得各峰值間距是在設備默認折射率n1=1.467下測得,而空氣的折射率n2=1玻璃透鏡的折射率n3=1.6,所以空氣段的實(shí)際長(cháng)度為:L 空=3.876*n1/n2=5.686mm,透鏡的實(shí)際厚度為 L鏡=20.52*n1/n3=18.814mm。使用游標卡尺測量凸透鏡的厚度為19.02mm,和測試結果偏差0.2mm,可能是玻璃透鏡的實(shí)際折射率與計算所用到的折射率1.6有偏差導致的。
總結
使用低成本光學(xué)鏈路診斷儀(OLI)非接觸測試各種透鏡的折射率和厚度,其測量精度在亞微米級別,相對于接觸式測量透鏡厚度,精度很大提升,同時(shí)也避免測量時(shí)透鏡表面被劃傷。將OLI非接觸式測量透鏡厚度的方法應用到生產(chǎn)車(chē)間內,可形成自動(dòng)化檢測產(chǎn)線(xiàn),無(wú)需人為干預即可準確甄別出質(zhì)量不合格產(chǎn)品,極大提升生產(chǎn)效率。
關(guān)于昊衡科技
Megasense
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