本發(fā)明涉及偏振檢測(cè)儀器的裝配和校正技術(shù)，具體是指一種通過(guò)光電檢測(cè)的方法、實(shí)現(xiàn)多個(gè)偏振片高精度裝配的裝置。

背景技術(shù)：

偏振是光的一種特性，偏振探測(cè)與成像技術(shù)可應(yīng)用于大氣探測(cè)、海洋監(jiān)測(cè)、資源調(diào)查、復(fù)雜背景中的目標(biāo)識(shí)別等方面。偏振片是偏振探測(cè)儀器的基本光學(xué)器件，用于偏振輻射的檢測(cè)和分析。目前在已知偏振片透光軸位置的情況下，如何提高偏振片的安裝精度是一個(gè)必須解決的問(wèn)題。

市售的偏振片多在其外圍刻一條細(xì)線以標(biāo)明透光軸方向，為使透光軸與設(shè)計(jì)位置相一致，一般采用刻線對(duì)齊法。由于刻線有一定的寬度，加之刻線的對(duì)齊與觀察者的主觀判斷有關(guān)，往往造成較大誤差，一般超過(guò)一度。它直接影響偏振測(cè)量?jī)x器的精度和準(zhǔn)確度，特別是同一組件上有多個(gè)偏振片需要準(zhǔn)確定位時(shí)更是如此。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明是一種偏振片高精度裝校裝置及裝校方法，主要是解決多個(gè)偏振片的高精度安裝定位問(wèn)題。

該裝置主要包括待裝偏振片2、精密轉(zhuǎn)臺(tái)3、調(diào)制器4、探測(cè)器6、聚焦透鏡8、上鏡筒7、基準(zhǔn)偏振片9、反射棱鏡10、準(zhǔn)直光源11、支架1 12-1、支架2 12-2、支架3 12-3、下鏡筒13、底板14、測(cè)微平行光管15、毫伏表16。如圖2(c)，由點(diǎn)光源發(fā)出的光經(jīng)準(zhǔn)直透鏡11后輸出平行光束，光束依次經(jīng)過(guò)基準(zhǔn)偏振片9、調(diào)制器4、待裝偏振片2、會(huì)聚透鏡8到達(dá)光電探測(cè)器6。探測(cè)器6輸出信號(hào)經(jīng)電路5連接到毫伏表16，給出P1、P2透光軸成一定角度時(shí)的實(shí)時(shí)信號(hào)。其中P1、P2的夾角由轉(zhuǎn)臺(tái)3精確控制。

所述的下鏡筒13用螺釘固定在底板14上，準(zhǔn)直光源11用螺紋壓圈固定在下鏡筒13內(nèi)；

所述的精密轉(zhuǎn)臺(tái)3固定在下鏡筒13上端面，基準(zhǔn)偏振片9用螺釘固定在精密轉(zhuǎn)臺(tái)3上的中心位置、反射棱鏡10用硅膠固定在精密轉(zhuǎn)臺(tái)3上；

所述的上鏡筒7內(nèi)安裝有聚焦透鏡8和探測(cè)器6及連接探測(cè)器的測(cè)量電路板5；上鏡筒7通過(guò)支架和螺釘固定在底板14上；

所述的調(diào)制器4固定安裝在精密轉(zhuǎn)臺(tái)3和上鏡筒7之間；

所述的濾光輪2固定安裝在上鏡筒7和調(diào)制器4之間；

下鏡筒13、精密轉(zhuǎn)臺(tái)3、濾光輪2中待裝偏振片安裝孔和上鏡筒7的中心處在一條光軸線上；

所述的測(cè)微平行光管15對(duì)準(zhǔn)反射棱鏡10使測(cè)微平行光管的光能夠通過(guò)反射棱鏡返回，以確定精密轉(zhuǎn)臺(tái)3的轉(zhuǎn)角基準(zhǔn)零位和待裝偏振片的角度；

所述的準(zhǔn)直光源11產(chǎn)生的準(zhǔn)直光信號(hào)經(jīng)過(guò)基準(zhǔn)偏振片9、調(diào)制器4和濾光輪2中的待裝偏振片檢偏，最后經(jīng)聚焦透鏡8照射到探測(cè)器6上，測(cè)量電路5和毫伏表16顯示測(cè)量結(jié)果。

所述的精密轉(zhuǎn)臺(tái)3為MRS300型旋轉(zhuǎn)臺(tái)，控制精度3″，測(cè)微平行光管15測(cè)角精度為1″。

多偏振片裝校方法步驟如下：

1)用定位銷定位濾光輪2位置；

2)放置偏振片于安裝孔徑內(nèi)，偏振片的透光軸與機(jī)械安裝參考位置一致，并用少量硅膠固定，將此位置定義為透光軸的基準(zhǔn)零位；

3)旋轉(zhuǎn)精密轉(zhuǎn)臺(tái)3，使待裝偏振片與基準(zhǔn)偏振片正交，記錄毫伏表示數(shù)；

4)轉(zhuǎn)動(dòng)精密轉(zhuǎn)臺(tái)3，使基準(zhǔn)偏振片左右各旋轉(zhuǎn)相同的不超過(guò)20°的角度，分別記錄毫伏表示數(shù)；

5)若兩示數(shù)不等，則取兩示數(shù)的平均值為目標(biāo)值，轉(zhuǎn)動(dòng)待裝偏振片，使毫伏表示數(shù)變?yōu)槟繕?biāo)值，如此反復(fù)進(jìn)行，直到精密轉(zhuǎn)臺(tái)3左右旋轉(zhuǎn)相同的不超過(guò)20°的角度時(shí)，兩個(gè)毫伏表的示數(shù)一致，則認(rèn)為此時(shí)待裝偏振片安裝到位；

6)轉(zhuǎn)動(dòng)濾光輪，重復(fù)上述步驟1)至步驟5)，進(jìn)行下一偏振片的精密裝校。

該裝置的光學(xué)測(cè)量基本原理是：根據(jù)公式Iα＝I0cos2α,α為基準(zhǔn)偏振片的偏振軸與待測(cè)偏振片的偏振軸之間的夾角，I0為入射光強(qiáng)度，Iα為出射光強(qiáng)度。當(dāng)α＝90°時(shí)，如圖2(a)，輸出光強(qiáng)接近為零，由于電路存在噪聲，α＝90°的位置很難精確確定。如圖2(b)，當(dāng)P1、P2主軸方向順時(shí)針θ1與逆時(shí)針θ2夾角相同時(shí)，輸出光強(qiáng)相等。利用此對(duì)稱特性，進(jìn)行一定的數(shù)學(xué)處理，即可準(zhǔn)確定出α＝90°的準(zhǔn)確位置，并由一套相配的高精度測(cè)角裝置給出準(zhǔn)確數(shù)值。

本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

利用此裝置，偏振片透光軸安裝精度能夠定量表示，且精度能夠達(dá)到角分級(jí)。利用此裝置不僅可以精確確定一個(gè)偏振片的位置，還可以實(shí)現(xiàn)同一組件上多個(gè)偏振片以任意要求的角度準(zhǔn)確定位。

附圖說(shuō)明

圖1是裝置機(jī)構(gòu)圖，圖1(1)是裝置的正視圖，圖1(2)是裝置的剖視圖，圖中：

(1)-定位銷、(2)-濾光輪、(3)-精密轉(zhuǎn)臺(tái)、(4)-調(diào)制器、(5)-測(cè)量電路板、(6)-探測(cè)器、(7)-上鏡筒、(8)-聚焦透鏡、(9)-基準(zhǔn)偏振片、(10)-反射棱鏡、(11)-點(diǎn)光源、(12-1)-支架1、(12-2)-支架2、(12-3)-支架3、(13)-下鏡筒、(14)-底板、(15)-測(cè)微平行光管、(16)-毫伏表。

圖2是測(cè)量示意圖，圖2(a)是偏振正交示意圖，圖2(b)是任意夾角測(cè)量示意圖，圖2(c)是光路示意圖。

具體實(shí)施方式

根據(jù)說(shuō)明書(shū)中所述的一種高精度安裝偏振片的裝置，精密轉(zhuǎn)臺(tái)選用MRS300型，通過(guò)平行光管和反射棱鏡的配合，使反射像和原像重合，即確定此時(shí)的精密轉(zhuǎn)臺(tái)位置為基準(zhǔn)零位。

偏振片安裝步驟如下：(1)用定位銷定位濾光輪位置；(2)放置偏振片于安裝孔徑內(nèi)，偏振片的透光軸與機(jī)械安裝參考位置一致，并用少量硅膠固定，將此位置定義為透光軸的基準(zhǔn)零位；(3)旋轉(zhuǎn)精密轉(zhuǎn)臺(tái)，使待裝偏振片與基準(zhǔn)偏振片正交，記錄毫伏表示數(shù)；(4)轉(zhuǎn)動(dòng)精密轉(zhuǎn)臺(tái)，使基準(zhǔn)偏振片左右各旋轉(zhuǎn)相同的不超過(guò)20°的角度(例如15°)，分別記錄毫伏表示數(shù)；(5)若兩示數(shù)不等，則取兩示數(shù)的平均值為目標(biāo)值，轉(zhuǎn)動(dòng)待裝偏振片，使毫伏表示數(shù)變?yōu)槟繕?biāo)值，如此反復(fù)進(jìn)行，直到精密轉(zhuǎn)臺(tái)左右旋轉(zhuǎn)相同的不超過(guò)20°的角度(例如15°)時(shí)，兩個(gè)毫伏表的示數(shù)一致，則認(rèn)為此時(shí)待裝偏振片安裝到位；(6)轉(zhuǎn)動(dòng)濾光輪，重復(fù)上述步驟，進(jìn)行下一偏振片的精密裝校。利用此裝置，偏振片的安裝精度優(yōu)于4.5角秒。