光学转镜及其制造方法与流程

本发明涉及光学转镜制造领域，特别是涉及一种光学转镜及其制造方法。

背景技术：

目前，傅里叶变换红外光谱仪原理是使用迈克尔逊干涉仪产生干涉条纹，再用探测器测试出干涉条纹信号，再经过傅里叶变换，获得光谱信号。由于不同物质在红外波段存在指纹吸收谱，不同物质对某些波长存在很强的光吸收。因此可以通过测试出的光谱信号强度，来分析物质成分和含量。

转镜是用于傅里叶变换红外光谱仪(ftir)中迈克尔逊干涉仪的核心器件，迈克尔逊干涉仪会在屏幕上产生干涉条纹，要想出现的干涉条纹的数量尽可能的少，就必须要通过转镜调整迈克尔逊干涉仪的光程，由于对转镜要求很高的平行度，所以具有高平行度的转镜的制造是一个难点。

技术实现要素：

基于此，有必要针对转镜平行度不高的问题，提供一种光学转镜及其制造方法。

一种光学转镜，用于调整光线的行程，包括：反射组件，包括两面相互平行、且反射面相对的反射镜，用于使所述光线经所述反射组件反射后以与入射方向平行的方向射出；其中，所述反射镜的表面平整度以及两面反射镜之间的平行度均满足预设条件；连接组件，用于将所述两面反射镜固定连接以保持所述平行度满足预设条件。

在其中一个实施例中，所述光学转镜还包括：转动组件，与所述连接组件连接，用于连接外部驱动装置以调整所述光线与反射镜的入射角度。

在其中一个实施例中，所述反射镜表面的平整度小于λ/8，其中λ＝633nm。

在其中一个实施例中，所述两面反射镜之间的平行度条件为：夹角小于0.006°。

在其中一个实施例中，所述连接构件的材料包括石英片、透明玻璃片中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述转动构件的材料包括合金、不锈钢、金属中的至少一种。

还提供一种光学转镜的制造方法，包括：

搭建迈克尔逊干涉仪，所述迈克尔逊干涉仪包括激光光源、分光镜、反光镜、观察屏；

打开所述激光光源，调整所述反光镜的角度，使得出现在所述观察屏上的干涉条纹只有一条；

将两面反射镜置于所述分光镜的反射光线路径上，使得所述反射光线经所述两面反射镜反射后出射至所述反光镜，并经所述反光镜反射、反射镜反射、分光镜透射后，在观察屏上形成干涉条纹；

调整所述两面反射镜之间的角度使所述观察屏上的干涉条纹的数量满足预设条件；

使用连接构件将所述调整好的两面反射镜固定连接以保持平行度。

在其中一个实施例中，所述使用连接构件将所述调整好的反射镜连接的步骤之后，还包括：将转动构件安装在制造完成的光学转镜上。

在其中一个实施例中，所述调整所述反射镜的角度使所述观察屏上的干涉条纹的数量满足预设条件的步骤，包括：将角度调整架安装在所述反射镜带有镀层的一面，调整所述角度调整架，使得光线经过所述反射镜反射后出现在所述迈克尔逊干涉仪的观察屏上的干涉条纹只有一条。

在其中一个实施例中，所述使用连接构件将所述调整好的反射镜连接的步骤，还包括：将两片石英玻璃片对立着与所述调整好的两面反射镜未带有镀层的一面的边缘接触，同时使用固化胶水将所述石英玻璃片与所述反射镜接触的部分固定连接。

上述光学转镜及其制造方法，因为巧妙地利用迈克尔逊干涉仪作为参照物，通过采用表面高平整度的反射组件，和将反射组件连接起来以保证高平行度的连接组件，克服了现有技术中制造出来的光学转镜的平行度不高的问题。进一步地，通过在光学转镜上安装转动组件的方式，使得后续可以在不改变光学转镜平行度的情况下，将光学转镜适用到更多的需要高平行度的场合，同时还使得迈克尔逊干涉仪的测试信号的准确度和获取的干涉条纹的分辨率进一步地提高。

附图说明

图1为一实施例中的光学转镜结构示意图；

图2为另一实施例中的光学转镜结构示意图；

图3为搭建好的迈克尔逊干涉仪示意图；

图4为将光学转镜装入迈克尔逊干涉仪中的示意图；

图5为一实施例中的光学转镜的制造方法流程图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。

如图1所示，为一实施例中的光学转镜结构示意图，用于调整光线的行程，可以包括：反射组件110，连接组件210。其中，反射组件110包括两面相互平行、且反射面相对的反射镜111和反射镜112。反射组件110用于使光线经反射组件110反射后与入射方向平行的方向射出，其中，反射镜111和反射镜112的表面平整度以及反射镜111与反射镜112之间的平行度均满足预设条件。连接组件210用于将反射镜111和反射镜112固定连接以保持平行度满足预设条件。

在一个实施例中，反射镜111可以为长方形、正方形、菱形等形状，反射镜112也可以为长方形、正方形、菱形等形状，这里对于形状不做限定。反射镜111的镀层材料可以为银、铝、铟等，反射镜112的镀层材料也可以为银、铝、铟等。可以理解，反射镜111与反射镜112的大小、形状、规格、镀层材料可以相同，例如，反射镜111与反射镜112均为同样大小的长方形，镀层材料均采用银，并且反射镜111与反射镜112表面的平整度均要满足小于λ/8，其中λ＝633nm。

在一个实施例中，连接组件210包括两片相互平行的连接片211、连接片212。连接片211与连接片212将反射镜111与反射镜112固定连接。连接片210可以是长方形、正方形、菱形等形状，连接片211可以是石英玻璃片、透明玻璃片等形状。连接片212可以是长方形、正方形、菱形等形状，连接片210可以是石英玻璃片、透明玻璃片等形状。可以理解，连接片211与连接片212的形状、材料、大小等均可以相同，例如，连接片211与连接片212均为大小相同的长方形，连接片211与连接片212的材料均为石英玻璃片，使用石英连接片是因为石英玻璃热膨胀系数小，这样制成的光学转镜受温度的影响就小，从而保证光学转镜的平行度。

可以理解，反射镜111、反射镜112、连接片211、连接片212的大小、形状均可以相同，举例来说，反射镜111、反射镜112、连接片211、连接片212均为大小相同的长方形。

上述实施例利用热膨胀系数很小的石英玻璃作为连接组件，使得制造出来的转镜受温度的影响很小，克服了现有技术中制造出来的转镜的平行度不高的问题。

如图2所示，为另一实施例中的光学转镜结构示意图，用于调整光线的行程，可以包括：反射组件110，连接组件210，转动组件310。其中，反射组件110包括两面相互平行、且反射面相对的反射镜111和反射镜112。反射组件110用于使光线经反射组件110反射后与入射方向平行的方向射出，其中，反射镜111和反射镜112的表面平整度以及反射镜111与反射镜112之间的平行度均满足预设条件。连接组件210用于将反射镜111和反射镜112固定连接以保持平行度满足预设条件。转动组件310与连接组件210连接，用于连接外部驱动装置以调整光线与光学转镜的入射角度。

在一个实施例中，反射镜111可以为长方形、正方形、菱形等形状，反射镜112也可以为长方形、正方形、菱形等形状，这里对于形状不做限定。反射镜111的镀层材料可以为银、铝、铟等，反射镜112的镀层材料也可以为银、铝、铟等。可以理解，反射镜111与反射镜112的大小、形状、规格、镀层材料可以相同，例如，反射镜111与反射镜112均为同样大小的长方形，镀层材料均采用银，并且反射镜111与反射镜112表面的平整度均要满足小于λ/8，其中λ＝633nm。反射镜111与反射镜112之间的平行度：夹角小于0.006°。

在一个实施例中，连接组件210包括两片相互平行的连接片211、连接片212。连接片211与连接片212将反射镜111与反射镜112固定连接。连接片210可以是长方形、正方形、菱形等形状，连接片211可以是石英玻璃片、透明玻璃片等形状。连接片212可以是长方形、正方形、菱形等形状，连接片210可以是石英玻璃片、透明玻璃片等形状。可以理解，连接片211与连接片212的形状、材料、大小等均可以相同，例如，连接片211与连接片212均为大小相同的长方形，连接片211与连接片212的材料均为石英玻璃片，使用石英连接片是因为石英玻璃热膨胀系数小，这样制成的光学转镜受温度的影响就小，从而保证光学转镜的平行度：夹角小于0.006°。

在一个实施例中，转动组件310包括转轴311、转轴312。转轴311可以半球形、正方体形、长方体形等形状，转轴311上开设有多个用于连接外部驱动装置的盲孔，转轴311可以是合金、不锈钢、金属等材料，例如，转轴311可以是铝合金，转轴311与连接片211之间可以通过固化胶水连接，固化胶水可以是紫外固化胶水，这里不对其进行限定。转轴312可以半球形、正方体形、长方体形等形状，转轴312上开设有多个用于连接外部驱动装置的盲孔，转轴312可以是合金、不锈钢、金属等材料，例如，转轴312可以是铝合金，转轴312与连接片212之间可以通过固化胶水连接，固化胶水可以是紫外固化胶水，也可以是其他固化胶水，这里不对其进行限定。

优选地，转轴311、转轴312的大小、形状、材料均相同，例如，转轴311、转轴312均采用大小相同的半球形铝合金。当然，转轴311、转轴312与连接片211、连接片212的连接方式均使用紫外固化胶水连接。

上述实施例，利用热膨胀系数很小的石英玻璃作为连接组件，使得制造出来的光学转镜受温度的影响很小，克服了现有技术中制造出来的光学转镜的平行度不高的问题。进一步地，通过在光学转镜上安装转动组件的方式，使得后续可以在不改变光学转镜平行度的情况下，将光学转镜适用到更多的需要高平行度的场合。

如图5所示，为一个实施例中的光学转镜的制造方法流程图，包括：

步骤s100，搭建迈克尔逊干涉仪，所述迈克尔逊干涉仪包括激光光源、分光镜、反光镜、观察屏。

具体地，如图3所示，为搭建好的迈克尔逊干涉仪的结构示意图。迈克尔逊干涉仪可以包括激光光源301、分光镜302、反光镜303、反光镜304、观察屏309。其中，分光镜302位于反光镜303和观察屏309之间，反光镜303与观察屏309处于对立面，反光镜304与激光光源301处于对立面，分光镜302位于激光光源301与反光镜304的连线和反光镜303与观察屏309的连线的交点处，分光镜302呈一定的角度放置。当然，这是最简单的迈克尔逊干涉仪的搭建，在对搭建迈克尔逊干涉仪的时候，也可以增加其中的某一个模块，这里不做限定。

步骤s200，打开所述激光光源，调整所述反光镜的角度，使得出现在所述观察屏上的干涉条纹只有一条，

具体地，请继续参阅图3，打开激光光源301，调整反光镜303和反光镜304的角度，使得激光光源301产生的光线经过分光镜302、再经反光镜303、反光镜304反射后到达观察屏309后出现的干涉条纹数量只有一条，为了保证后续的精度，这里的干涉条纹数量必须为一条。

步骤s300，将两面反射镜置于所述分光镜的反射光线路径上，使得所述反射光线经所述两面反射镜反射后出射至所述反光镜，并经所述反光镜反射、反射镜反射、分光镜透射后，在观察屏上形成干涉条纹。

具体地，请参阅图4，将反射镜111、反射镜112置于分光镜302的反射光线路径上，使得反射光线经反射镜112、反射镜111反射后出射至反光镜303，并经反光镜303反射、分光镜302透射后，在观察屏309上形成干涉条纹。当然，这里也可使反射光线经反射镜112、反射镜111反射后出射至反光镜304，并经反光镜304反射、分光镜302透射后，在观察屏309上形成干涉条纹。

步骤s400，调整所述两面反射镜之间的角度使所述观察屏上的干涉条纹的数量满足预设条件。

具体地，请继续参阅图4，将角度调整架307、角度调整架308安装在反射镜111、反射镜112带有镀层的一面，通过对角度调整架307、角度调整家308的调整，使得光线经过反射镜112、反射镜111反射后出现在迈克尔逊干涉仪的观察屏309上的干涉条纹只有一条，并且对于反射镜111与反射镜112之间的夹角要求小于0.006°。

步骤s500，使用连接组件将所述调整好的两面反射镜固定连接以保持平行度。

具体地，将石英玻璃片211、石英玻璃片212对立着与调整好的反射镜111、反射镜112未带有镀层的一面的边缘接触，同时使用紫外固化胶水将石英玻璃片211、石英玻璃片212与反射镜111、反射镜112接触的部分固定连接。

将转轴311与石英玻璃片211通过紫外固化胶水连接，将转轴312与石英玻璃片212通过紫外固化胶水连接，当然，也可以将转轴311与石英玻璃片212通过紫外固化胶水连接，将转轴312与石英玻璃片211通过紫外固化胶水连接。可以理解，转轴311、转轴312还可以与反射镜111、反射镜112连接，这里不做限定。

可以理解，由于应力以及其他因素导致的偏移的原因，最后实际的成品可以保证干涉条纹的数量在10个以内。举例来说，对于50mm的镜片，达到0.006°需要保证干涉条纹在10个以内。也就是说干涉条纹在10个以内，就说明夹角小于0.006°。对于其它长度的镜片需要计算干涉条纹，可按下面公式计算：

n＝[(l*0.006*3.14/180/(532.8*0.001))]＝[0.197*l]

其中，n为条纹的数量，镜片长度为l,单位mm。

上述光学转镜及其制造方法，因为巧妙地利用迈克尔逊干涉仪作为参照物，利用热膨胀系数很小的石英玻璃作为连接组件，使得制造出来的光学转镜受温度的影响很小，克服了现有技术中制造出来的光学转镜的平行度不高的问题。进一步地，通过在光学转镜上安装转动组件的方式，使得后续可以在不改变光学转镜平行度的情况下，将光学转镜适用到更多的需要高平行度的场合，同时还使得迈克尔逊干涉仪的测试信号的准确度和获取的干涉条纹的分辨率进一步地提高。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。