2020-07-21 09:25| 發布者: | 查看: |
選擇光學調整架時不僅(jin) 需要確認尺寸是否合適,還要保證能進行必要的調整,並滿足光學係統的空間限製等,所以,這也是一個(ge) 要進行多方麵確認的工作。 這裏,我們(men) 通過一個(ge) 具體(ti) 的例子,按照構築光學係統的順序,簡要說明一下選擇光學調整架的過程和需要注意的事項。 首先,在製作光學實驗裝置前,要根據實驗原理,準備好光路圖。 一般來說,大部分的光路圖中,僅(jin) 畫了光學元器件等,通常沒有調整架及調整軸的信息的。 我們(men) 通過下麵的光路圖作為(wei) 例子,說明一下構建實驗裝置的要點。 為(wei) 了搭建這個(ge) 光學係統,必須以激光束為(wei) 基準,把每個(ge) 光學元器件放置到合適的位置。 不同的光學元器件,其安裝使用方法也不同,所以選用的鏡架和調整軸也會(hui) 不一樣。我們(men) 把這些信息添加到了結構圖中。 後,統觀其結構圖,確認光軸高度是否一致?鏡架之間是否會(hui) 互相幹涉?是否具備了光學係統所要求的調節自由度?等等。後決(jue) 定係統的組成部件。 光軸高度 通常,光學實驗裝置都是固定在水平實驗台上的。而且,設置在實驗平台上的激光器的出射光束大多也是水平方向的,所以,我們(men) 常常可使用這個(ge) 激光束作為(wei) 設置光學元器件的基準。 光學係統中所使用的光學元器件都和激光束處於(yu) 同一高度是理想的。但是,光學元器件的種類很多,各鏡架的光軸高度也不同,因此我們(men) 要選擇合適的可調節鏡架或高度調整塊,使光學元器件處於(yu) 相同高度。如果激光光源,或被測樣品的光軸高度無法改變時,那麽(me) 就必須以其高度為(wei) 基準,調整其他光學元器件的高度了。另外,如果整個(ge) 係統的光軸高度沒有特別的限製時,通常以整個(ge) 係統中光軸高度不能更低的那個(ge) 器件的高度為(wei) 基準,選配合調整其他光學元器件的光軸高度了。 注意 請一定在購買(mai) 鏡架和平台等之前,確定好係統的光軸高度。否則,很可能會(hui) 發生中途更換鏡架或者需要重新購買(mai) 零部件的情況。 光路的調整 光束,是一個(ge) 摸不著,也不能直接看到其行進軌跡的東(dong) 西。激光束照射到光學元器件上後,在什麽(me) 地方,以什麽(me) 角度反射,一般我們(men) 不能直接用肉眼觀察。 所以,我們(men) 通常通過照射到光學元器件後的反射光或透射光來判斷激光光束和光學元器件之間的相互位置關(guan) 係。這種光學調整方法也常被簡稱為(wei) [對準]。 下麵,我們(men) 介紹幾種常用的[對準]方法。 激光器的調整方法 在光學平台上,在激光束預定通過的位置上做好2個(ge) 標記。如果平台上有矩陣排列的螺紋孔時,好選定激光束穿過這些螺紋孔的位置,這樣會(hui) 比較方便些。 設置好激光器後,發射激光束。用一把垂直於(yu) 平台的尺子確認激光束的位置。先把尺子豎立在靠近激光器的標記處,上下左右調整激光器的光束高度和位置。 然後,把尺子移到遠離激光器的那個(ge) 標記了的位置處,調節激光器的角度,使激光束照射在尺子的相同高度上。如此反複幾次調整激光器的角度和位置,就可得到一束其光軸在希望的高度上的,並且平行於(yu) 台麵的激光束了。 激光器調整完畢後,固定好激光器的位置,防止光軸偏移。 調整激光束和光學元器件相對位置的方法 激光束照射到光學元器件的表麵上時,通常隻能看到很弱的散射光。調整元器件的位置使其散射光出現在元器件的中心位置。 但是,如果激光較弱或元器件的表麵透過率很高時,我們(men) 也可能觀察不到散射光束。在這種情況下,如圖所示,我們(men) 可以用紙張的一角故意使光束散射,便於(yu) 確認和調整激光束的位置。 調整激光束垂直入射光學元器件的方法 激光束照射到平麵形狀的光學器件時,該平麵器件會(hui) 將光束反射回光源處的,此時可確認反射光斑的位置判斷是否垂直。複雜的光學係統,會(hui) 出現多個(ge) 反射光斑,這時可使用遮光板把其他器件的反射光束遮擋掉後,調整某特定器件的反射光束。 調整元器件的角度使激光束反射回到激光光源的出口附近。 當幾個(ge) 元器件同時反射回幾個(ge) 光束時,調整元器件的角度,使它們(men) 的反射光斑的中心位置處於(yu) 激光發射口附近。 注意 假如反射光束被完全反射回激光器發射口的話,會(hui) 導致激光器的輸出不穩定。 請把反射光束調節至發射口的附近,並以可看到完整光斑為(wei) 準。 設置45度入射角的元器件 首先在光學平台上,追加反射鏡的位置和直角反射光束通過位置的標記。 然後在反射光束和反射鏡位置連線的延長線上設置反射鏡,使反射表麵中心處在這條直線上。 在這個(ge) 延長線上平行移動反射鏡鏡架,當激光束照射到反射鏡反射麵的中心位置上時固定反射鏡。 後,調整反射鏡的光學調整架的水平和垂直方向的角度,使反射光束通過反射光束標識位置上的指定高度,使激光光束與(yu) 平台平行。 調整透鏡光軸 當激光器的照射位置偏離透鏡的光軸時,穿過透鏡的光束相對於(yu) 光軸是傾(qing) 斜的。所以,為(wei) 了使透過的激光光束與(yu) 光軸方向一致,需要在YZ軸方向調節透鏡位置。 同時,一般還要使激光光束聚焦到某指定位置,所以還需要X軸方向的調整。 這種X軸方向的調整機構一般不需要微調的,我們(men) 推薦選用能夠在較大範圍快速調整的燕尾槽平台。 ([注意] 如果是顯微物鏡那樣的短焦距鏡頭,X軸方向也是需要精密調節的。) 在一般的光學係統中,通常不需要精密調整透鏡的傾(qing) 斜的。如果透鏡中心在激光光束的光軸上,即使透鏡稍有些傾(qing) 斜,激光光束的前進方向也不變的。但是,在幹涉儀(yi) 或激光加工等精密的光學係統裏,鏡片的傾(qing) 斜所產(chan) 生的光學象差也需要關(guan) 注時,可以通過觀察波麵或光斑的強度分布,調整鏡片的傾(qing) 斜,使其達到優(you) 良狀態。 調整分光鏡的透射光路 當激光光束垂直照射到平行平麵的元器件時,透射光路並不會(hui) 改變。然而當元器件傾(qing) 斜於(yu) 光軸時,出射光路相對入射光路會(hui) 平行移動。元器件的折射率,厚度和入射的角度不同時,其偏移量也不同。 在已經調整好的光路中,插入傾(qing) 斜的分光鏡時,相對器件或鏡架,光束的中心位置會(hui) 產(chan) 生偏移。因此,如果需要傾(qing) 斜插入分光鏡等時,必須事先考慮激光束的偏移,配置光學元器件的位置。 例如,固定分光鏡後方的光學元器件時,使用可以自由調節位置的底板,使其不受平台安裝孔位置的限製。 鏡架立柱及支架的更換 產(chan) 品樣本上所記載的大部分鏡架都可以和M6外螺紋的立柱配合使用。 如果希望卸掉標配的立柱,換用其它立柱時,請注意核對螺紋尺寸規格。 如希望更換為(wei) (8-32UNC)或M4螺紋規格的立柱,可在型號末尾追加規定的後綴指定。 ◎ 請在型號末尾追加規定的後綴指定需要的螺紋尺寸。 各種鏡架選購件的使用案例 如果追加了鏡架型號的尾綴,則不再包含立柱了。 如果選用了英寸規格或M4規格的支架·底板等,請同時指定EE或UU規格的立柱和支架。 |