激光位移传感器传感探头微小型光学系统设计

作者：张爽; 朱万彬^*; 李健; 鲁秀娥

来源：中国光学, 2018, 11(06): 1001-1010.

• 微小型光学系统
• ZEMAX
• 光斑质量

光斑质量直接影响激光位移传感器测量的精度。为了提高激光位移传感器传感探头光学系统的成像质量,设计了传感探头四片式微小型光学系统。本文在理想成像基础上,分析光束在光学系统中能量传递的变化规律,对比光电探测器的感光能力,利用光学设计软件(ZEMAX)实现了激光位移传感器传感探头微小型光学系统的设计。通过理论计算分析,严格控制传感探头孔径光阑的大小,对光学系统进行优化处理,成像最大弥散斑半径低于3. 3μm,空间分辨率120lp/mm以下的传递函数MTF(Modulation Transfer Function)值大于0. 5,光线扇形图的最大像差小于5μm,畸变量低于0. 1859%。该光学系统具有良好的成像效果,可以满足激光位移传感器探测系统对成像系统成像光斑质量的要求,以保证传感器的测量精确度优于5μm。

• 单位
  中国科学院大学; 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所; 应用光学国家重点实验室