专利名称：双折射正弦投影栅线发生器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种投影栅线发生器，尤其是指一种用于相移栅线投影测量的正弦投影栅线发生器。
背景技术：
目前，大多采用复制有正弦栅线的胶片或计算机控制的液晶显示板等，通过投影装置产生正弦投影栅线。由胶片产生的正弦栅线其强度分布很难控制，而由液晶显示板产生的正弦栅线在空间分辨率方面受到液晶显示板的极大限制。在进行相移栅线投影测量时，尤其是显微相移栅线投影测量通常需要高密度、高亮度的正弦投影栅线，现有的正弦栅线投影装置难以满足这一需要。
技术内容本发明提供一种能够用于相移栅线投影测量、尤其是显微相移栅线投影测量的正弦投影栅线发生器。
一种用于栅线投影测量的正弦投影栅线发生器，所述发生器由激光二极管1、准直透镜2、起偏振镜3、1/4波片4、楔形双折射晶体5、楔形光学玻璃6、1/4波片7和检偏振镜8组成，准直透镜2位于激光二极管1的下方，起偏振镜3位于准直透镜2的下方，1/4波片4位于起偏振镜3的下方，楔形双折射晶体5位于1/4波片4的下方，楔形光学玻璃6位于楔形双折射晶体5的下方，1/4波片7位于楔形光学玻璃6的下方，检偏振镜8位于1/4波片7的下方。
由于本发明采用激光二极管发出的具有一定相干长度的单色光作为光源，既保证了光源的单色性又在一定程度上抑制了像面上的散斑噪声。自激光二极管发出的单色光经准直透镜后变成具有一定直径的照明光束，该光束经起偏振镜3和1/4波片4后成为圆偏振光，圆偏振光通过楔形双折射晶体和与之相配的楔形光学玻璃后被第2个1/4波片7还原为线偏振光。9、10分别为寻常光和非常光束照射区，11为相交区域。由于楔形双折射晶体引起入射光在两个正交方向上的光程差，因此，导致出射光在相交区域内改变了原有的偏振状态。光程差相同的点具有相同的偏振状态，通过检偏振镜8后也具有相同的亮度(灰度)。由于双折射晶体设计为楔形，因此，所有亮度相同的点连成明暗相间的平行直线，其亮度为正弦平方分布。
与现有技术相比，本发明具有如下优点1.由于本发明采用激光作光源，因此，可以获得高亮度的投影栅线，特别适合微小范围的测量要求和需要高照度的测量场合。
2.与胶片投影相比，亮度分布更均匀、更稳定。
3.与激光干涉光栅相比，具有抗干扰能力强、无需防震的优点。
4.通过正确选择光源的相干长度，可以免除散斑噪声干扰，获得亮度为正弦平方分布的平行光栅。
5.通过改变光源波长或楔形的楔角可以调节光栅密度。
6. 由于本分明体积小、重量轻，因此，特别适合与显微镜头配合使用，进行显微测量。以10线/mm的发生器配10倍显微镜头为例，可得到100/mm的投影栅线。


图1是本发明的结构示意图，1激光二极管、2准直透镜、3起偏振镜、41/4波片、5楔形双折射晶体、6楔形光学玻璃、71/4波片7、8检偏振镜、9寻常光束区、10非常光束区、11相交区域。
具体实施例方式
一种用于栅线投影测量的正弦投影栅线发生器，其特征在于所述发生器由激光二极管1、准直透镜2、起偏振镜3、1/4波片4、楔形双折射晶体5、楔形光学玻璃6、1/4波片7和检偏振镜8组成，准直透镜2位于激光二极管1的下方，起偏振镜3位于准直透镜2的下方，1/4波片4位于起偏振镜3的下方，楔形双折射晶体5位于1/4波片4的下方，楔形光学玻璃6位于楔形双折射晶体5的下方，1/4波片7位于楔形光学玻璃6的下方，检偏振镜8位于1/4波片7的下方，在本实施例中，楔形光学玻璃6与楔形双折射晶体5具有相同楔角，楔形光学玻璃6与楔形双折射晶体5为用光学树酯胶按楔形方向对称粘接而成的整体。
本发明是根据需要照明区域的大小和激光二极管的发散角确定准直透镜的直径和焦距。当激光为偏振光时起偏振镜3的偏振方向尽量与激光的偏振方向一致，1/4波片4的快轴与起偏振镜的偏振方向成45°。改变楔形双折射晶体的楔角可以调节栅线密度，楔角越大栅线越密。楔形光学玻璃的楔角尽量与双折射晶体的楔角一致，以最大限度纠正出射光束的偏转角。第2个1/4波片7的慢轴布置在与第1个1/4波片4的快轴相同的方向上，将圆偏振光还原为线偏振光。检偏振镜8的偏振方向可以与起偏振镜3的偏振方向相同，也可以正交。在区域11内形成的栅线密度也可以通过改变激光波长进行调节，波长越短栅线越密。若以绿光作为光源，采用石英双折射晶体，要获得10线/mm栅线密度，楔角约17°左右。
权利要求
1.一种用于栅线投影测量的正弦投影栅线发生器，其特征在于所述发生器由激光二极管(1)、准直透镜(2)、起偏振镜(3)、1/4波片(4)、楔形双折射晶体(5)、楔形光学玻璃(6)、1/4波片(7)和检偏振镜(8)组成，准直透镜(2)位于激光二极管(1)的下方，起偏振镜(3)位于准直透镜(2)的下方，1/4波片(4)位于起偏振镜(3)的下方，楔形双折射晶体(5)位于1/4波片(4)的下方，楔形光学玻璃(6)位于楔形双折射晶体(5)的下方，1/4波片(7)位于楔形光学玻璃(6)的下方，检偏振镜(8)位于1/4波片(7)的下方。
2.根据权利要求1所述的正弦投影栅线发生器，其特征在于楔形光学玻璃(6)与楔形双折射晶体(5)具有相同楔角。
3.根据权利要求2所述的正弦投影栅线发生器，其特征在于楔形光学玻璃(6)与楔形双折射晶体(5)为用光学树酯胶按楔形方向对称粘接而成的整体。
全文摘要
双折射正弦投影栅线发生器涉及一种投影栅线发生器，尤其是指一种用于相移栅线投影测量的正弦投影栅线发生器，由激光二极管、准直透镜、起偏振镜、1/4波片、楔形双折射晶体、楔形光学玻璃和检偏振镜组成，准直透镜位于激光二极管的下方，起偏振镜位于准直透镜的下方，1/4波片位于起偏振镜的下方，楔形双折射晶体位于1/4波片的下方，楔形光学玻璃位于楔形双折射晶体的下方，1/4波片位于楔形光学玻璃的下方，检偏振镜位于1/4波片的下方；本发明有亮度分布均匀、稳定，抗干扰能力强、无需防震的优点。
文档编号G01B11/00GK1598640SQ200410041819
公开日2005年3月23日 申请日期2004年8月31日 优先权日2004年8月31日
发明者何小元 申请人:东南大学