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為了實現(xiàn)光學零件厚度的非接觸測量,設(shè)計了一種基于電光掃描的非接觸測量方法。采用電掃描技術(shù)控制光開關(guān),形成半徑依次減小的環(huán)狀光束,經(jīng)過錐透鏡后在光軸上形成連續(xù)移動的光點,當光點瞄準待測光學零件表面時,反射能量出現(xiàn)峰值,即定位了待測零件的表面,進而獲得光學零件的幾何厚度。建立了測量平板零件厚度和透鏡中心厚度的數(shù)學模型;從理論上探討了該方法的測量范圍和測量精度。結(jié)果表明:設(shè)定錐面鏡口徑為100mm,材料折射率為1.52,當錐面鏡的錐角從1°變化到40°時,測量動態(tài)范圍可以從5507mm變化到26mm;當測量范圍為26mm時,測量精度可以達到2.5μm。該方法可基本滿足目前光學零件中心厚度的測量需求。
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常用的測量折射率的方法如偏向角法、自準直法、臨界角法、V棱鏡法等,這些方法通常需特制三棱鏡與待測件。待測樣品不一致且過程復雜,測試定標周期長,難于自動化。為了保證待測材料的完整及實現(xiàn)自動化測量,進行了基于平行平板的折射率非接觸測量的嘗試。運用該方法進行折射率的測量,不需特制三棱鏡并且待測件與待測樣品一致。分析表明,通過選擇合適的測量角度,該方法旋轉(zhuǎn)角度精度為Δa=0.003°(即10″),導軌精度為ΔL=0.000 8mm,平行平板厚度測量精度為Δd=0.001mm。
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