专利名称：激光频移反馈轮廓测量装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种光学测量装置，特别涉及一种激光频移反馈轮廓测量装置。
背景技术：
轮廓测量已广泛应用于工业检测、模具生产以及目标探测等领域，成为了工业生产和科学研究中不可或缺的一种手段。为此，各种类型的轮廓测量仪陆续诞生，从测量原理来看，可以分为接触式和非接触式轮廓测量。其中非接触式轮廓测量又以光学轮廓测量为主。激光共聚焦扫描显微镜是一种常见的轮廓测量仪，它以激光器为显微镜系统的场光源，并且在结构上采用双针孔的共聚焦结构，使得物与像成共轭分布。只有焦点处的反射光才能通过针孔，为光电探测器所接收，焦点以外的反射光无法通过针孔，这样就很好地抑制了焦点以外的反射光、散射光的影响。通过对测量样品在平行于焦平面的测量平面内的二维扫描，就可以获得层面上的轮廓信息，再完成沿光轴方向不同深度的扫描，就可以获得测量物体的三维轮廓。本实用新型是在激光共聚焦扫描显微镜的基础上进行改进，进一步提高显微镜对反射光的采集灵敏度，使此装置实用范围更大。
发明内容本实用新型是针对激光共聚焦扫描显微镜测量重点在反射光的捕捉的问题，提出了一种激光频移反馈轮廓测量装置，在激光共聚焦扫描显微镜的基础上进行改进，增加了激光频移反馈系统，让反馈回激光腔的反射光频率有微小改变，改变量为激光器自身弛豫振荡频率，极大地增强了系统对反馈光的灵敏度。本实用新型的技术方案为一种激光频移反馈轮廓测量装置，包括激光器、3个准直透镜、分光镜、针孔、光电探测器、计算机，还包括锁相放大器、声光移频器以及其射频驱动，激光器出射的发散光束经过第一准直透镜后，平行光经过分光镜分成两束互相垂直的光，其中一束光沿原方向通过声光移频器后经过第三准直透镜汇聚到测量样品的表面，另一束垂直光经过第二准直透镜后汇聚于焦点位置的针孔，光电探测器接收焦点的光，将光强信号转换成电流信号再送入锁相放大器，射频驱动为声光移频器提供射频驱动，同时采集声光移频器的差频信号送入锁相放大器，锁相放大器将测量信号送入计算机。所述激光器采用弛豫振荡频率低的微片激光器。本实用新型的有益效果在于本实用新型激光频移反馈轮廓测量装置，在共聚焦层析成像系统的基础上增加了激光频移反馈系统，利用激光器自身的动态特性，极大地增强了系统对反馈光的灵敏度，使得极弱反馈背景下目标轮廓测量成为可能，使此装置实用范围更大。

图1为本实用新型激光频移反馈轮廓测量装置结构示意图。
具体实施方式如图1所示激光频移反馈轮廓测量装置结构示意图，微片激光器1出射的发散光束经过准直透镜2A后变成近似平行光，再由分光镜9将光束分为两束，其中一束沿原先方向传播，通过声光移频器8后，由于再由准直透镜2C汇聚到测量样品11的表面，若样品处于焦点位置时，反射光能够原路返回，回到激光腔内，若样品处于非焦点位置时，由于共聚焦系统的特点，反射光将无法回到激光腔内；另一束经过准直透镜2B后汇聚于焦点位置的针孔3，由光电探测器4接收，将光强信号转换成电流信号再送入锁相放大器6。声光移频器的射频驱动5为声光移频器8提供射频驱动，并将差频信号作为参考信号输入到锁相放大器6内。锁相放大器6测量到的信号送入计算机7，由计算机完成轮廓的恢复。将样品置于三维扫描平台10上，由此完成样品的三维扫描。装置采用弛豫振荡频率很低的微片激光器作为系统光源。
权利要求1.一种激光频移反馈轮廓测量装置，包括激光器、3个准直透镜、分光镜、针孔、光电探测器、计算机，其特征在于，还包括锁相放大器、声光移频器以及其射频驱动，激光器出射的发散光束经过第一准直透镜后，平行光经过分光镜分成两束互相垂直的光，其中一束光沿原方向通过声光移频器后经过第三准直透镜汇聚到测量样品的表面，另一束垂直光经过第二准直透镜后汇聚于焦点位置的针孔，光电探测器接收焦点的光，将光强信号转换成电流信号再送入锁相放大器，射频驱动为声光移频器提供射频驱动，同时采集声光移频器的差频信号送入锁相放大器，锁相放大器将测量信号送入计算机。
2.根据权利要求1所述激光频移反馈轮廓测量装置，其特征在于，所述激光器采用弛豫振荡频率低的微片激光器。
专利摘要本实用新型涉及一种激光频移反馈轮廓测量装置，激光器出射光束经透镜汇聚后形成近似平行光，再由分光镜分成两束光，其中一束光由准直透镜汇聚后透过放置在焦点位置的小孔照在光电探测器上，另一束光经过声光移频器后再由透镜汇聚到测量样品表面。若样品正好处于透镜的焦平面上，反射光将原路返回，耦合到激光腔内，从而调制激光器输出功率的变化。功率变化由光电探测器接收，并送入锁相放大器，同时将声光移频器的驱动信号作为参考信号送入锁相放大器，锁相放大器将测量信号输入电脑完成数据处理和三维轮廓重建。装置在共聚焦层析成像系统的基础上增加了激光频移反馈系统，极大地增强了系统对反馈光的灵敏度，使得极弱反馈背景下的目标轮廓测量成为可能，使此装置使用范围更大。
文档编号G01B11/24GK201983769SQ20112007757
公开日2011年9月21日 申请日期2011年3月23日 优先权日2011年3月23日
发明者凌进中, 周小勇, 孙晶露, 马军山 申请人:上海理工大学