专利名称：膜厚测量光路系统的制作方法
技术领域：
本实用新型与真空光学镀膜生产中检测膜厚度的检则仪的光路系 统有关。
技术背景
已有的膜厚检测仪的光路系统由光源调制传导装置和光纤偶合器 组成，光纤偶合器接收传导光。光纤入射端口和出射端口为圆形，而与 出射端口连接的单色仪入射端的狭缝将圆形光束的部分光遮挡，光能的
利用不充分，检测效果差。光源形腔的通光口径为①18mm，光信号弱， 抗干扰能力差，检测精度差，光路中用直接拉伸结构调节光路透镜距离， 调节精度差，操作不便。并且只有一组透镜可调节距离，调节距离有限， 不适宜各种大小高度的真空镀膜机
实用新型内容
本实用新型的目的提供一种光信号强，光损耗�。馐劢狗段Т螅� 调节精度高，操作方便、适用性好的膜厚测量光路系统。 本实用新型是这样实现的
本实用新型膜厚测量光路系统，光源形腔3内有光源，光源升降调
节机构5内有第一透镜组34，光源升降调节机构与机械调制盘7连接， 机械调制盘通过转接套座9与主升降调节机构10连接，主升降调节机 构与外轴套ll连接，外轴套内有分光镜、第二透镜组29，外轴套上有 信号采集插座12和第一对接法兰13，第一对接法兰与真空腔14连接， 真空腔14内有被测片15，真空腔14与光纤偶合器的第二对接法兰16 连接，第二对接法兰与接收套18连接，锁紧螺套17固定接收套18于 第二对接法兰上，接收套18与光纤调整机构19连接，光纤调整机构19 与光纤的一端连接，光纤的另一端与输出套21连接，光纤调整机构内 有第三透镜组43，光源升降调节机构5、主升降调节机构IO、光纤升降 机构均有螺纹旋转调节机构，能使其在轴向上进行距离拉伸的调节，从 而实现光路的光学调节。光路系统的通光口径44为28—35mm，光纤出射端40和单色仪入射端41有光通过的鲋缝。
光源升降调节机构5内有轴套33，轴套33的进光筒与光源形腔3 的出光筒对接，与调节螺母32正螺纹连接，调节螺母32与光源形腔3 的出光筒反螺纹连接，第一透镜组34位于轴套33内，轴套33与机械 调制盘7连接。
所述的主升降调节机构10包括与转接套座9连接的通光轴套24， 通光轴套24与外轴套11对接，主调节螺母的一端与通光轴套正旋螺纹 连接，另一端与外轴套反旋螺纹连接。
所述的光纤调整机构19包括与光纤夹接的调节螺母37，调节螺母 37与接收套18 —端螺纹连接。
本实用新型有如下优点
1，通光口径增大约一倍(033mm)，光信号增强5倍。 原光路通光口径为018咖，现更新为0 33mm，增加了通光量，使调
制能量信号增强，接受信号增强，从而提高了检测精度，增强抵抗干扰能力。
2，自动升降调节机构，更加精密准确和调节方便。 原光路为直接拉伸方式调节光路透镜距离，现更新为细螺纹旋转调 节，使调节更加线形，提高了调节精确度和增强了操作性。 3，改光纤出射端成狭缝，大大减小光损耗。
原光路光纤入射端为①3mm圆孔，出射端也同样，但在进入单色仪 解调光信号成为电信号时入口端需用狭缝遮挡，这样使狭缝以外①3mm 光束大量损失，以至光信号能量较弱，现改光纤出射端为狭缝，相当于 使cl33mm光束汇聚为狭缝，这样有效避免了因狭缝遮挡而损失光能量的情况。
4，每个透镜都能有一定调节范围，大大增强了光透距离的适且范 围，适用于各种大小镀膜机。
原光路只有一组透镜可调节距离，调节距离有限；现改为三组透镜 均能不同程度调节距离，大大增加了光束聚焦范围，可适宜各种大小高 度的真空镀膜机。
图1为本实用新型的光源调制传导装置结构图。 图2为光纤偶合器结构图。图3为本实用新型的光路图。 图4为光源升降调节机构图。 图5为主升降调节机构图。 图6为光纤调整机构图。
图7为光纤出射端、入射端，单色仪入射端结构图。
具体实施方式
光源调制传导装置包括如下部分
定位灯座l 、固定腔2、光源形腔3 、风机4 、光源升降调节机 构5、电源盒6、机械调制盘7 、电机8、转接套座9、主升降调节机 构10、外轴套ll、信号采集插座12、第一对接法兰13。
光源采用100W/12V钨卤素灯，它受定位灯座固定，安装于光源形 腔中心处及光通路筒口处，于形腔相连接的固定腔对它有紧固和调节位 置的作用，保证光源发光点在光通路中心处；
DC24V/0. 1A的风机安装于形腔另一侧面，主要对光源起降温作用；
光源钨卤素灯所产生的平行光通过光源升降调节机构中的透镜第 一次聚焦，汇聚成小于4)3光点后进入机械调制盘机构进行光调制，调 制成1000Hz调制光；
光调制也就是把连续光采用机械的原理切挡成具有一定频率的断
续光，把调制后的光解调为电信号以便进行信号处理。调制过程通过
电源盒的电气控制使电机输出一定速率带动机械调制盘转动，机械调制
盘上20个48孔不断使光切断-一连续-一切断往复运动，从而实现光的 调制；
调制后的光通过了连接于机械调制盘上的转接套座，穿过定位于转 接套座上的主升降调节机构，进入外轴套中的第二透镜进行二次聚焦 后，再穿分光镜使之分成两路光 一路为参考信号，进信号采集插座， 直接进行信号收集，以作信号参考，另一路穿出外轴套进入真空腔穿过 被测片(比较片或被测镜片)及得到测量数据，最后再离开真空进入接 收传导部分。
光源升降调节机构和主升降调节机构主要是起光和透镜的光学聚 焦距离调整的作用，根据不同的被测片空间高度，从而调整出于之相适 宜的聚焦距离便于光信号的检测收集，保证所测量的信号更加清晰，所 测量出的数值更加精准。对接法兰锁紧螺套接收套有观察口，光纤调整机构有光纤输出调整套。
光钎偶合器包括如下部分
第二对接法兰16、锁紧螺套17、接收套18、观察口23、光纤调整 机构19、光纤20、输出套21、调整套22。
穿过被测片得到测量数据的光通过固定于真空腔接收孔处对接法 兰，再通过对接法兰上的透镜，把光束再次进行聚焦，聚焦到小于4>3 的光点，能直接进入光纤；
位于对接法兰外的锁紧螺套对对接法兰和接收套起到调节定位作
用；
聚焦后的光穿过与对接法兰相连的接收套，然后进入固定于接收套 上的光纤凋整机构所调节固定的光纤入射端；
在接收套处通过观察口观察光半径与光纤入射端对接是否良好，可 用光纤调整座对其进行调节；
根据所设计的特殊光纤的特性，光穿过光纤后出射光成为了狭缝 状，这样更能良好的与单色仪光栅相配合，避免了光能量的大量损失； (光能量损失越�。藕诺募觳庠阶既�)
从光纤出来的狹缝光进入输出套，通过输出套的透镜进行最后一次 聚焦后，进入单色仪，穿过光栅进行测量信号处理；(输出套与单色仪 的位置调节可通过连接于单色仪上的调整套进行调节，保证狭缝光的准
定位)
这样由本装置产生的测量信号和参考信号加到膜厚测量仪上即可 测出镀膜的�：窕蚪心ず裆脑谙呖刂�。 主升降调节机构组成包括如下部分
通光轴套24、锁紧螺套25、主调节螺母26、左旋縮紧螺套27、外 轴套11、第二透镜组29。
通光轴套装配于外轴套中，靠定位螺钉导向定位；通光轴套上的螺 纹为普通右旋螺纹而外轴套上与通光轴套装配端螺纹为左旋螺纹，主调 节螺母也为普通右旋螺纹，那么在主调节节螺母定向旋转的时候，通光 轴套和外轴套则沿轴向方向向相反方向运动，所以只要调节主调节螺母 就能使光筒拉伸和縮拢，这样就能改变第二透镜组与第一透镜组之间的 间距，从而实现光源聚焦调节。光源升降调节机构组成包括如下部分
光源形腔出光筒30锁紧螺套31、调节螺母32、轴套33、第一透 镜组34。
光源型腔出光筒装配于光源形腔中，靠定位螺钉导向定位；出光筒 上的螺纹为普通右旋螺纹而轴套的进光筒的螺纹为左旋螺纹，调节螺母 也为普通右旋螺纹，那么在调节螺母定向旋转的时候，光源形腔和轴套 则沿轴向方向向相反方向运动，所以只要调节螺母就能使光筒拉伸和縮 拢，这样就能改变光源与第一透镜组之间的间距，从而实现光源聚焦调 节。
光纤调整机构组成包括如下部分
光纤入射头35、接收套螺纹端36、锁紧螺母37、调节螺母38。
光纤装配于调节螺母中，根据调节螺母的升降调节而发生轴向上的 位移，改变第三透镜组与光纤入射端之间的距离，从而实现光在光纤入 射端的焦聚调节。最后用锁紧螺母对其位置锁死。
光从第三透镜组聚焦后进入光纤入射端，从光纤出射端射出后进入 单色仪入射端，然后再在单色仪中进行光谱分析。
光纤入射端入口为圆形，而把出射端出口设计为狭缝，因为单色仪 的入射端也为狭缝，这样就能使所有的光能量都进入单色仪，提高光能 利用效率。(光信号越强，检测分析效果越好)。
老光路中光纤出射端出口处也是圆形，这样在进入单色仪入射端的 狭缝时，圆形光束的部分光就会被单色仪入射端遮挡(狭缝以外的部分)。 这样对光能的利用就不充分，检测效果也会大打折扣。
权利要求1、膜厚测量光路系统，其特征在于光源形腔(3)内有光源，光源升降调节机构(5)内有第一透镜组(34)，光源升降调节机构与机械调制盘(7)连接，机械调制盘通过转接套座(9)与主升降调节机构(10)连接，主升降调节机构与外轴套(11)连接，外轴套内有分光镜、第二透镜组(29)，外轴套上有信号采集插座(12)和第一对接法兰(13)，第一对接法兰与真空腔(14)连接，真空腔(14)内有被测片(15)，真空腔(14)与光纤偶合器的第二对接法兰(16)连接，第二对接法兰与接收套(18)连接，锁紧螺套(17)固定接收套于第二对接法兰上，接收套(18)与光纤调整机构(19)连接，光纤调整机构(19)与光纤的一端连接，光纤的另一端与输出套(21)连接，输出套内有第三透镜组(43)，光源升降调节机构(5)、主升降调节机构(10)、光纤升降机构均有螺纹旋转调节机构，光路系统的通光口径(44)为28—35mm，光纤出射端(40)和单色仪入射端(41)有光通过的狭缝。
2、 根据权利要求1所述的系统，其特征在于光源升降调节机构(5) 内有轴套(33)，轴套(33)的进光筒与光源形腔(3)的出光筒对接， 与调节螺母(32)正螺纹连接，调节螺母(32)与光源形腔(3)的出 光筒反螺纹连接，第一透镜组(34)位于轴套(33)内，轴套(33)与 机械调制盘(7)连接。
3、 根据权利要求1所述的系统，其特征在于所述的主升降调节机 构(10)包括与转接套座(9)连接的通光轴套(24)，通光轴套(24) 与外轴套(11)对接，主调节螺母(26)的一端与通光轴套正旋螺纹连 接，另一端与外轴套反旋螺纹连接。
4、 根据权利要求1所述的系统，其特征在于所述的光纤调整机构 (19)包括与光纤夹接的调节螺母(38)，调节螺母(38)与接收套(18)一端螺纹连接。
专利摘要本实用新型为膜厚测量光路系统，解决已有光路系统光通量�。鹘诙却植冢鹘诓槐愕奈侍�。连接于光源形腔(3)的光源升降调节机构(5)内有第一透镜，光源升降调节机构与机械调制盘(7)连接，真空腔(14)内有被测片(15)，真空腔(14)与光纤偶合器的第二对接法兰(16)连接，第二对接法兰与接收套(18)连接，锁紧螺套(17)固定接收套(18)于第二对接法兰(16)上，接收套(18)与光纤调整机构(19)连接，光纤调整机构内有第三透镜(43)，光源升降调节机构(5)、主升降调节机构(10)和光纤升降机构均有螺纹旋转调节机构，光路系统的通光口径(44)为28-35mm，光纤出射端(40)和单色仪入射端(41)为有光通过的狭缝。
文档编号G01B11/06GK201307000SQ20082014122
公开日2009年9月9日 申请日期2008年11月7日 优先权日2008年11月7日
发明者博 张, 薛尚清, 亮 谢, 杨 魏 申请人:四川南光电气有限责任公司
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
