高精度二维自准直仪的研制

激光准直仪操作规程(内容清晰)

激光准直仪操作规程 激光准直测量系统由半导体激光器、光学分光及转向系统、光电接收系统及液晶显示模块组成。激光光束经转向系统后出射两条相互平行的基准光束,作为导轨的安装检测基准。该系统利用二维PSD作为光电接收器件,采用液晶显示模块显示导轨偏差,可快速、直接、准确地测量导轨安装的偏移量,从而提高导轨安装的精度和速度。实验结果显示测量系统在X,Y方向上的标准偏差分别为： 0.002mm,0.005mm。 1、主要参数 序号项目单位指标 1 工作范围m 2-50 2 激光光轴与主机机械轴的同轴 度 mm ±0.05+0.002L 3 激光光轴漂移量mm/h 0.005 4 激光波长nm 635 5 电源电压V 3 6 系统准备时间min 15 7 环境温度℃5-40 8 环境湿度% ≤90 2、主机由半导体激光器、空间位相调制器、壳体、底座、和电源所组成。 3、激光准直仪的特点与工作原理 1）仪器的特点是采用了空间位相调制器。激光束在任意测距上，其横截面均为一组良好的、红黑反差很大的同心圆环，中心光斑亮且小，利于定位。而且在不同测距进行测量时是不用调焦的，实现了无调焦运行差。 中心光斑直径随着工作距离的增大而增大，符合下列参数: L=2.5米时?0.1mm L=20米时?1.2mm L=50米时?2.5mm 2）将仪器固定在主机的回转轴上后用百分表测量仪器端部的测环在盘车处于不同位置时的差值，通过调整仪器底座上的调整螺钉，使其差值越来越小，只要主机轴系配合良好，可以调至±0.02~0.03mm。然后利用置于远离主机15米左右的平面反射镜，将仪器射出的激光束反射至位于仪器附近的测微光靶。在主机盘车时调整仪器壳体上的四只调整螺钉，（必要时适当调整反射镜的角度），使反射回来的激光束画的圆的半径越来越小，最后调至±0.1mm以内为止，此时应再次检查盘车360°时，百分表所显示波动值的范围和测微光靶的测量差值，准确无误时即可用此光轴代替主机的机械轴。

第3章第2节平板玻璃平行差测量

§3-2平板玻璃平行差测量 光学系统分两大类 （1）共轴球面系统coaxial spherical system A、球面 B、非球面 （2）平面镜棱镜系统plane mirror—prism system 平面反射镜、平行玻璃板、光楔、棱镜：反射棱镜、折射棱镜 §3-2-1平行玻璃板平行差测量（光楔的楔角测量）measurement of different of plane parallel 平行玻璃板主要做：保护玻璃滤光片、分划板等 平行差θ主要由色散给定，有时也考虑光轴偏（如航测相机的保护玻璃和滤光片） δˊC F=(n F-n C) θ δˊ=(n-1) θ 事先将工作台反射面自准 1）测量原理 （1）当平行玻璃板口径小于测角仪物镜口径时，径工作台上平面反射镜自准，成象在视场中心光线I经平板玻璃上表面反射，方向如光线II，I、II间夹角为2θ。 光线I经平板玻璃上表面折射后，又由下表面反射，最后经上表面折射，方向为III。

I i n i n ''=sin sin ’ 当I 很小时i n ni ''= θ=1i n n i i θ =='∴1 由图知θθθn n n i i i 1 112-= -='-= θn n i i 1 22-= =' θθθθθn n n n i i i 1 21)90(9022003-=-+='+=+'--= θ)12(33-=='n ni i 取n=1.5则 Ⅰ、Ⅱ间夹角θ?21= Ⅰ、Ⅲ间夹角θθ?≈-=)22(2n Ⅱ、Ⅲ间夹角θθ???32210≈=+=n

n 2? θ= 讨论当第一面垂直于光轴时 011='=i i θ='=2 2i i θθ22 3=+'=i i θn ni i 233 ==' n 2? θ= 2） 被测件口径大于测角仪望远镜口径，只能看到II 、III 象。 2、测量装置和测量方法 1） 装置 比较测角仪：自准直望远镜加测量机构

数显自准直仪 自准直仪

数显自准直仪自准直仪 型号BY.12-99 图片 简介一、用途 99数显自准直仪是一种高精度测量仪器，该仪器主要用于小角度的精密测量，如多面棱体的检定、多齿分度台的检定，也可测量高精度导轨等精密零件的直线性、平行性、垂直性及相对位置，在精密测量和仪器检定中还可用于非接触式定位。该仪器具有安装、使用方便等特点，是精密机械、精密测量、仪器制造及相关科研、计量部门必不可少的检测仪器。仪器外形如见图： 1.目镜 2.光电头 3.光源调节盖 4.灯座 5.光管座 6. 基座调节钉 7.顶紧螺钉 8.物镜 9.反射镜 10.调零旋钮 11.功能键 12.测试指示灯 13.测量指示灯v 二.技术规格 99数显自准直仪有两只规格，即99型和99Ⅱ型，具体见下表： 型号99型99II型 精度等级1级2级2级 测量精度（"）±0.1/±10内±0.2/±10内±1/±70内 测量范围（"）±10±70 显示范围（"）±19.99±79.9 物镜焦距（mm）860300 通光口径（mm）Φ48 视场（′）2080 有效分辨力（"）0.10.1 最小显示读数（"）0.010.1

瞄准重复性（"）0.10.2 外型尺寸准直仪（mm）420×150×170300×150×170电箱（Kg）320×280×120320×280×120 重量 准直仪（mm） 4.53电箱（Kg）33电源220V, 50Hz交流电 功耗< 25瓦 三、工作原理 （一）光机部分 99型数显自准直仪运用自准直法为基本原理,通过光电瞄准对被测件的角位移进行精密测量。其光学系统如图v 1.光源 2.毛玻璃 3.聚光镜 4.十字分划板 5.立方棱镜 6.物镜组 7.反射镜 8.立方棱镜 9.刻度分化板 10.目镜组 11.振动狭缝 12 振子 13聚光镜 14光敏电阻 当光源透过位于物镜焦平面上的十字线，并通过物镜后，成一束与光轴平行的平行光射向平面反射镜。当反射镜垂直于光轴时，光线仍按原路返回，经物镜后仍成象在原十字线象上，与原目标重合。当反射镜位置与光轴产生倾斜，则反射回来的十字线象就产生相应一个位移量Δｓ，由Δｓ可得出反射镜的倾斜量Δα。按反射定律和几何光学原理，光线经反射镜后其偏转是反射镜倾斜角的２倍（如图所示） （二）电路原理 电路原理如图四所示：

1401精密自准直仪使用说明书

研润企业MC030-1401 双向精密自准直仪使用说明书 上海研润光机科技有限公司

目录 1．概述 (3) 1．1仪器的用途 1．2仪器特点 1．3工作条件 2．技术特性 (3) 2．1技术规格 2．1仪器组成 3．工作原理与结构特征 (4) 3．1仪器的工作原理 3．2仪器的结构特征 3．3附件的组成 3．4个单元结构之间的机电联系 3．5辅助装置的功能结构及其工作原理 4．使用、操作 (13) 4．1使用前的准备和检查 4．2找像与读数 4．3水平面的直线度测量 4．4垂直于水平面的测面的直线度测量 4．5垂直面的直线度和垂直度测量 4．6直线移动导轨运动误差的测量 4．7平面度的测量 4．8圆分度误差的测量 4．9小角度误差测量 5．故障分析与排除 (27) 5．1光学零件发霉 5．2光学零件生雾

5．3附着物 5．4分划线刻线脱色 6．保养、维护 (28) 6．1日常维护、保养 6．2运行时的维护、保养 6．3正常检修周期 7．开箱及检查 (29) 7．1开箱注意事项 7．2开箱检查内容 8．运输、贮存 (29) 8．1吊装运输注意事项 8．2贮存条件，贮存期限及注意事项 9．验收项目、方法及数据 (29)

1．概述 1．1仪器的用途 双向自准直仪是利用自准直法，对小角度范围内的微小角度变化进行测量的精密仪器。 仪器主体和平面反射镜联合使用，可测量工件的直线度，平板的平面度；与光学直角器，带磁反射镜联合使用，可测量垂直导轨的平直度和垂直度；与多面体联合使用，可测量度盘的圆分度误差。 本仪器特别适合与生产现场。 1．2仪器特点 双向自准直仪具有原理、结构简单，体积小，精度高，使用方便，配以一定的附件后，能扩大使用范围的特点。 1．3工作条件 工作室应保持清洁，无尘，无振动，电源为220V 50Hz交流电，室温20°±3℃，其温度变化每小时不超过1℃。 2．技术特性 2．1技术规格 工作距离----------------------------------------------------0-10米 物镜焦距----------------------------------------------------400毫米 物镜口径----------------------------------------------------42毫米 目镜放大倍率------------------------------------------------17.5倍 测微鼓轮分度值（每格相当于） 线度值-----------------------------------------------L/200微米 角度值--------------------------------------------1.03秒≈1秒此处L为反射镜基座有效长度（毫米） 目镜分划板分度值（每格相当于） 线度值----------------------------------------------100×L/200微米 角度值----------------------------------------------100×1.03秒示值范围----------------------------------------------------1600格 示值精度

实验报告-光学测角仪的调整与使用

实验报告 姓名：班级：学号：实验成绩： 同组姓名：实验日期：08.03.03 18：00指导教师：批阅日期： 光学测角仪的调整与使用 【实验目的】 1.了解光学测角仪的主要构造，正确掌握调整光学测角仪的要求和方法； 2.测定三棱镜的顶角，观察三棱镜对汞灯的色散现象； 3.测定玻璃三棱镜对各单色光的折射率 【实验原理】 1．三棱镜顶角的测量 （1）自准法测量三棱镜的顶角 自准法测三棱镜顶角 图2是自准法测量三棱镜顶角的示意图．利用望远镜自身产生平行光，固定平台（或固定望远镜），转动望远镜光轴（或转动小平台），先使棱镜AB面反射的十字像落在分划板上“╪”准线上部的交点上（即望远镜光轴与三棱镜AB 面垂直），记下刻度盘对称游标的方位角读数θ1、θ 2．然后再转动望远镜（或小平台）使AC面反射的十字像与“╪”准线的上交点重合（即望远镜光轴与AC 面垂直），记下读数θ 1′和θ 2′（注意θ 1与θ1′为同一游标上读得的望远镜方位角，而θ 2与θ 2′则为另一游标上读得的方位角），两次读数相减即得顶角α的补角．α = 180°－? ，可以证明

（1） （2）反射法测量三棱镜的顶角 图3为反射法测量三棱镜顶角的示意图．将三棱镜放在载物台上，使平行光管射出的光束投射到棱镜的两个折射面上，从棱镜左面反射的光可将望远镜转至Ⅰ处观察，使用望远镜微调螺丝，使“╪”准线的中心垂直线对准反射狭缝像，从两个游标读出方位角读数?1和?2，再将望远镜转至Ⅱ处观测从棱镜左面反射的狭缝像，又可分别读得方位角读数?1′和?2′．由图3可知，三棱镜的顶角 （2） 反射法测三棱镜顶角 2．由各单色光的最小偏向角求折射率： 通过光的反射定律和折射定律可以求得折射率n （3） 式中i1，i2，δmin分别为某一单色光的入射角、折射角和最小偏向角，α则为三棱镜的顶角．

HC1000型 高精度双轴光电自准直仪

HC1000型高精度双轴光电自准直仪 产品简介： HC1000型高精度双轴光电自准直仪采用光学自准直原理设计，结合半导体发光元件及线扫描CCD成像技术，通过内部嵌入式处理器进行高速实时信号处理，可同时对大范围二维角度独立进行精密测量；全系列准直仪产品均采用了专利电子目镜技术，去除了传统目镜瞄准结构，找 准直观且方便，配合专用激光找准附件，可进行最长达25 米的测量距离。 本机结合了我公司电子目镜专利技术、高分辨率图像 传感技术和高速嵌入式数字图像处理技术，可同时对两个 方向的角度进行测量，提供最高0.2角秒的测量精度和最高 1KHz的动态频响。 本机由高精度电子读数头、物镜管、可调底座、反光镜、显示控制器（或PC机）、激光快速找准器等构成。运 行于显示控制器的测量软件可显示大视野的电子目镜及测 量数据，并可将数据保存为Excel兼容格式；激光快速找准器用于快速找准和调整，采用LVDS接口的型号可提供高速测量的同时，电缆连接长度可达到30米。 用户可通过选配其它测量配附件及测量软件完成动态测量应用，包括对角度、直线度、垂直度、平行度、平面度、同轴度等的高精度测量。是精密机械制造、光学加工、航空航天、计量实验室理想的角度测量仪器。 本机采用模块化设计，由高精度光电读数头、准直光管和显示控制单元组成；根据接口的不同，系列产品可分为两大类，一类是USB 2.0高速总线接口，符合即插即用规范，兼顾了便携性和测量精度，非常适合于现场检测；另一类则通过专用PCI插卡和计算机连接，适合于抗干扰要求较高的工业现场和实验室使用，可以适配最长为30米的通讯线缆。 每一台出厂的HC1000型高精度双轴光电自准直仪均经过独立的装配和调校，校准参数保存于光电读数头内，以保证每一个产品的质量和精度，通过选配相应的机械、光学附件及应用测量软件模块，本机可广泛地用于工业生产、装配、质量检测、计量、科研等各种测量领域。 适用范围： 本机适合于要求极高测量精度的应用场合，如航空航天、高精度光学系统装配等，同时也是各省市计量机构、高等院校和科研院所作为基准角度参考器具的理想选择。 应用场合： 1、实验室基准角度器具; 2、精密旋转台检测; 3、航空航天; 4、光学产品装配及调整; 5、精密机械安装定位; 6、计量机构; 7、机械产品直线度、平面度、垂直度、平行度等精度保障; 8、物理及光学实验室; 性能特点： ?X、Y双轴同时检测，无关联性； ?无盲区； ?电子目镜技术，找准迅速； ?科学级高分辨率线扫描CCD成像技术； ?高达上万小时寿命的半导体发光组件； ?自动测量软件及多种配附件系统；

自准直仪原理

自准直仪是利用光学自准直原理测量微小角度的长度测量工具。 自准直原理： 自准直原理:光线通过位于物镜焦平面的分划板后，经物镜形成平行光。平行光被垂直于光轴的反射镜反射回来，再通过物镜后在焦平面上形成分划板标线像与标线重合。当反射镜倾斜一个微小角度α角时，反射回来的光束就倾斜2α角。 自准直仪的光学系统:由光源发出的光经分划板、半透反射镜和物镜后射到反射镜上。如反射镜倾斜,则反射回来的十字标线像偏离分划板上的零位。 自准直仪分类： 因读数系统的不同分为如下几大类： 光学自准直仪：直接或利用测微装置或可动分划板从分划板或读数鼓轮上读出α角的分值和秒值。光学自准直仪的分度值有约1分到十数秒，精度最低。当以斜率(例如1/200)表示分度值时，通常称这种自准直仪为平面度测量仪。 光学自准直仪：当以光电瞄准对线代替人工瞄准对线时，就称为光电自准直仪。也有几种不同的类型，光电瞄准（对线）原理与振子式光电显微镜的相似、光栅式或其它，精度较传统自准直仪有所提高。 数字自准直仪：基于DSP、计算机及CCD或CMOS技术的新式自准直仪。也分为几种，最大差异的分类是按面阵和线阵，面线阵CCD 只能测试一个方向的数据，可以测试两个方向线阵的自准直仪是将两个线阵组合或通过光学方式组合，精度相对差些，最主要的一般都有

测试盲点，但是线阵式有时可以做得测试范围更大些。 一般数字自准直仪具有动态响应和跟踪功能，也称为动态自准直仪，部分光电自准直仪也具有此功能。 自准直仪应用： 常用于测量导轨的直线度、平板的平面度(这时称为平面度测量仪)等，也可借助于转向棱镜附件测量垂直度等。光电自准直仪多应用于航空航天、船舶、军工等要求精密度极高的行业，例如机械加工工业的质量保证（平直度、平面度、垂直度、平行度等）、计量检定行业中角度测试标准、棱镜角度定位及监控、光学元件的测试及安装精度控制等等。

自准直仪

自准直仪 科技名词定义 中文名称：自准直仪 英文名称：autocollimator 定义：利用光学自准直原理测量微小角度变化的仪器。也可以对平面度和直线度进行间接测量。 应用学科：机械工程（一级学科）；光学仪器（二级学科）；光学计量仪器（三级学科） 本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布 光电自准直仪是依据光学自准直成像原理，通过LED发光元件和线阵CCD成像技术设计而成。由内置的高速数据处理系统对CCD信号进行实时采集处理，同时完成两个维度的角度测量。 目录 编辑本段原理 自准直仪

自准直原理:光线通过位于物镜焦平面的分划板后，经物镜形成平行光。平行光被垂直于光轴的反射镜反射回来，再通过物镜后在焦平面上形成分划板标线像与标线重合。当反射镜倾斜一个微小角度α角时，反射回来的光束就倾斜2α角。 编辑本段光学系统 自准直仪的光学系统:由光源发出的光经分划板、半透反射镜和物镜后射到反射镜上。如反射镜倾斜,则反射回来的十字标线像偏离分划板上的零位。 编辑本段分类 因读数系统的不同分为如下几大类： 光学自准直仪：直接或利用测微装置或可动分划板从分划板或读数鼓轮上读出α角的分值和秒值。光学自准直仪的分度值有约1分到十数秒，精度最低。当以斜率(例如1/200)表示分度值时，通常称这种自准直仪为平面度测量仪。 自准直仪 光电自准直仪：当以光电瞄准对线代替人工瞄准对线时，就称为光电自准直仪。也有几种不同的类型，光电瞄准（对线）原理与振子式光电显微镜的相似、光栅式或其它，精度较传统自准直仪有所提高。 数字自准直仪：基于DSP、计算机及CCD或CMOS技术的新式自准直仪。也分为几种，最大差异的分类是按面阵和线阵，面线阵CCD只能测试一个方向的数据，可以测试两个方向线阵的自准直仪是将两个线阵组合或通过光学方式组合，精度相对差些，最主要的一般都有测试盲点，但是线阵式有时可以做得测试范围更大些。 一般数字自准直仪具有动态响应和跟踪功能，也称为动态自准直仪，部分光电自准直仪也具有此功能。 编辑本段应用 常用于测量导轨的直线度、平板的平面度(这时称为平面度测量仪)等，也可借助于转向棱镜附件测量垂直度等。光电自准直仪多应用于航空航天、船舶、军工等要求精密度极高的行业，例如机械加工工业的质量保证（平直度、平面度、垂直度、平行度等）、计量检定行业中角度测试标准、棱镜角度定位及监控、光学元件的测试及安装精度控制等等。

光学测角仪的调整与使用

光学测角仪的调整与使用实验 光的反射定律和折射定律定量描述了光线在传播过程中发生偏折时角度间的相互关系。同时，光在传播过程中的衍射、散射等物理现象也都与角度有关。一些光学量如折射率、光波波长、衍射极大和极小位置等都可通过直接测量角度去确定。故在光学技术中，精确测量光线偏折的角度，具有十分重要的意义。 光学测角仪<又称分光计）是一种能精确测量角度的典型光学仪器，常用来测量折射率、光波波长、色散率和观测光谱等。由于该装置比较精密，操纵控制部件较多而复杂，故使用时必须按一定的规则严格调整，方能获得较高精度的测量结果。对于初学者来说，往往会感到一些困难，但只要在调整、实验过程中，明确调整要求，注意观察现象，并努力运用已有的理论知识去分析、指导操作，一般也是能够掌握的。b5E2RGbCAP 光学测角仪的调整思想、方法与技巧，在光学仪器中有一定的代表性，学会对它的调节和使用，有助于掌握操作更为复杂的光学仪器。p1EanqFDPw 【实验目的】 1、了解光学测角仪的主要构造。 2、掌握光学测角仪的调节； 3、学会使用光学测角仪的方法。 【仪器介绍】

光学测角仪又称分光计，是一种精密测量平行光线偏转角的光学仪器，它 常被用于测量棱镜顶角、光波波长和观察光谱等。DXDiTa9E3d 1、结构 光学测角仪的型号很多，结构基本相同，都有四个部件组成：平行光管、自准直望远镜、载物小平台和读数装置<参阅附图1）。分光计的下部是一个三脚底座，中心有一个竖轴，称为分光计的中心轴。现将JJY-1型分光计介绍如下：RTCrpUDGiT (1>平行光管：管的一端装有会聚透镜，另一端内插入一套筒，其末端为一宽度可调的狭缝。 如附图2所示。当狭缝位于透镜的焦 平面上时，就能 附图1 JJY-1型分光计外形图 1-狭缝装置；2-狭缝装置锁紧螺钉；3-平行光管镜筒；4-游标盘制动架；5-载物台； 6-载物台调平螺钉<3只）；7-载物台锁紧螺钉；8-望远镜镜筒；9-目镜筒锁紧螺钉； 10-阿贝式自准直目镜；11-目镜视度调节手轮；12-望远镜光轴仰角调节螺钉；13-望 远镜光轴水平方位调节螺钉；14-支撑臂；15-望远镜方位微调螺钉；16-转座与度盘止动 螺钉；17-望远镜止动螺钉；18-望远镜制动架；19-底座；20-转盘平衡块；21-度盘； 22-游标盘；23-立柱；24-游标盘微调螺钉；25-游标盘止动螺钉；26—平行光管光轴 水平方位调节螺钉；27-平行光管光轴仰角调节螺钉；28-狭缝宽度调节手轮

精密自准直仪使用说明书

研润企业 MC030-1401 双向精密自准直仪使用说明书 上海研润光机科技有限公司

目录 1．概述 (3) 1．1仪器的用途 1．2仪器特点 1．3工作条件 2．技术特性 (3) 2．1技术规格 2．1仪器组成 3．工作原理与结构特征 (4) 3．1仪器的工作原理 3．2仪器的结构特征 3．3附件的组成 3．4个单元结构之间的机电联系 3．5辅助装置的功能结构及其工作原理 4．使用、操作 (13) 4．1使用前的准备和检查 4．2找像与读数 4．3水平面的直线度测量 4．4垂直于水平面的测面的直线度测量 4．5垂直面的直线度和垂直度测量 4．6直线移动导轨运动误差的测量 4．7平面度的测量 4．8圆分度误差的测量 4．9小角度误差测量 5．故障分析与排除 (27) 5．1光学零件发霉 5．2光学零件生雾

5．3附着物 5．4分划线刻线脱色 6．保养、维护 (28) 6．1日常维护、保养 6．2运行时的维护、保养 6．3正常检修周期 7．开箱及检查 (29) 7．1开箱注意事项 7．2开箱检查内容 8．运输、贮存 (29) 8．1吊装运输注意事项 8．2贮存条件，贮存期限及注意事项 9．验收项目、方法及数据 (29)

1．概述 1．1仪器的用途 双向自准直仪是利用自准直法，对小角度范围内的微小角度变化进行测量的精密仪器。 仪器主体和平面反射镜联合使用，可测量工件的直线度，平板的平面度；与光学直角器，带磁反射镜联合使用，可测量垂直导轨的平直度和垂直度；与多面体联合使用，可测量度盘的圆分度误差。 本仪器特别适合与生产现场。 1．2仪器特点 双向自准直仪具有原理、结构简单，体积小，精度高，使用方便，配以一定的附件后，能扩大使用范围的特点。 1．3工作条件 工作室应保持清洁，无尘，无振动，电源为220V 50Hz交流电，室温20°±3℃，其温度变化每小时不超过1℃。 2．技术特性 2．1技术规格 工作距离----------------------------------------------------0-10米 物镜焦距----------------------------------------------------400毫米 物镜口径----------------------------------------------------42毫米 目镜放大倍率------------------------------------------------17.5倍 测微鼓轮分度值（每格相当于） 线度值-----------------------------------------------L/200微米 角度值--------------------------------------------1.03秒≈1秒此处L为反射镜基座有效长度（毫米） 目镜分划板分度值（每格相当于） 线度值----------------------------------------------100×L/200微米 角度值----------------------------------------------100×1.03秒示值范围----------------------------------------------------1600格 示值精度

光电检测技术——激光扫描式光电自动对准(光刻机)

§4-4 激光扫描式光电自动对准（光刻机） 一、 硅片生产： 光刻工艺： 拉单晶（元筒）；切片（元片2英寸(inch)、3英寸(75mm)、4英寸(100mm)）；表面抛光（镜面）；光刻（电阻、电容、二极管、三极管、集成电路、MOEMS 、小机构）；切成小块。 最新报导(97.9.9)：15英寸375mm 硅片 电阻、电容、二极管、三极管、集成电路 掩模光刻 表面有光刻胶 远紫外 光曝光 渗杂 （只渗杂 图形部分） 光刻（十几次） X Y θ 对准

二、对准原理 左标记右标记

（1）一次扫描完成三维对准。 当21T T =及54T T =时则对准 （2）硅片相对掩模的偏差量（θ???,,y x ）[三者为0，则对准] 虚线表示掩模与硅片完全对准位置：则 ①对于单个标记 H P x 0=? HP y =? （1）

而： )/2L -(L L -)/2L (L '5455400=+==E E E P 2/)(]2/)[('2112100L L L L L BB P B --=-+== 2 '''2'''2' '000000PoE P B P B E P P B P B E B H P +-=-+=-= 4 22/)(2/)(5 4215421L L L L L L L L -+-=-+-= (2) 4) ()(2)/2L -(L )/2L -(L - 2''2'''5421542100L L L L E P P B E B HE HP -+--= +=+== = (3) 综合（1）、（2）、（3）式得 4 /)]()([4/)(54215421L L L L y L L L L x -+--=?-+-=? 设激光束扫过AB ，BC ，CD ，DE ，EF 之间的时间间隔分别为T 1，T 2，T 3，T 4，T 5，扫描速度V=2.6m/s ，则 V T T T T x 4) ()(5421-+-= ? （m ） (m) 4 ) ()(5412V T T T T y -+-= ? 这就是单个标记的偏移量 ②对于具有左、右标记的对准方式而言 硅片中心的偏移量及整体转角为： 20R L X X x ?+?= ? 2 0R L Y Y Y ?+?=? ]/)[(Sin -1L Y Y L R -?=?θ 硅片只需按这些误差，反向调整，

双轴电子自准直仪

双轴电子自准直仪实验报告 用途： 它为以下用途而设计： ●机床工业的质量保障（平直度、平行度、垂直度、旋转位置不确定度、平面度） ●安装自准直（自动角度调校） ●光学（角度测量） ●位置监测（角度） 安装和使用条件必须符合测量设备的要求： ●低震动 ●小心维护 ●洁净的环境 ●避免过大的机械应力 测量原理 ELCOMAT 3000（图1）包括一个新开发的内置两个高分辨率的CCD线阵的光电自准直测头（1），一只物管（2），一个特别设计的带有LCD显示屏（3）及线缆的控制（4），电源供应器（6）和遥控器（5）。 基本测量原理见图2 一个位于准直透镜后部焦平面上照亮的目标被投射到无限远，并由反射镜所反射。该图像由一个光感接收器接收。 自准直仪光轴和反射镜角度之间的微小变化会引起一个偏差，此偏差能被该仪器非常精确的测定。

操作 将自准直测头小心地装入底座之中。 在距自准直仪测头较近的地方放置一个反射镜。 自准直图像可能会在十字线模式下被自准直仪迅速、简便地获取。其信号垂直及水平的获取范围约为0.8°。在多数情况下，开始时并没有十字线显示。这表明自准直仪的两个轴的图像均不在自准直仪的信号获取范围内。要在X轴向上找像，应轻轻转动反射镜。 在X轴找好后，采取同样步骤在Y轴上找像。 5.1.2、测量步骤 在正确找准后，您就可以进行测量了。 ?在开始测量前，请检查是否有准直图像，并且也要检查反射镜所有位置的测量数值是否存在！ ?如果角度测量要在长距离进行，您需要先在最大距离处放置反射镜。然后将它向自准直仪方向移动。如 果测量信号始终位于测量区域内，则您在自准直仪到反射镜之间测量时就不会发生问题。

计量仪器与检测单元测试及答案)

《计量仪器与检测》单元测试题一 一、填空题 1．以固定形式复现量值的计量器具称为。 2. 将被测的量转换成可直接观测的指示值或等效信息的计量器具称为。 3. 量仪和量具统称为。 4. 刻尺或度盘上相邻两刻线中心之间的距离称为。 5. 用机械方法实现原始信号转换的量仪称为。 6. 用光学的方法实现对原始信号的转换和放大的量仪称为。 7. 自准直仪是一种。 8. 自准直仪利用原理来观测目标的位置的变化，广泛应用于直线度和平面度的测量。 9.应用自准直光管的工作原理，再加上测微机构而设计制造的计量仪器，被称之为。 10.光学计分为卧式光学计和。 11.立式光学计主要用于微差比较测量，是使工件与量块相比较测量它们之间的尺寸。 12.立式光学计又称。 13. 是一种用直接比较测量法和微差比较测量法对工件进行精密测量的光学计量仪器。 14.由于测长仪的结构符合阿贝原则，故又称之为。 15.以光学瞄准和坐标测量为基础的计量仪器是。 16.按量仪的用途分类可分为测微仪类、通用量仪、专用量仪。 17.按自动化程度划分量仪可分为手动、半自动量仪和量仪。 18.工具显微镜按测量范围大小可分为小型工具显微镜、大型工具显微镜、、重型工具显微镜。 19. 若在平行光管物镜前面放一反射镜，测从物镜出来的平行光，经反射镜反射回来，进入物镜，仍能在分划板所在的焦面上成像，这种现象就是。 二、选择题 1.仪器本身固有的误差称为（） A.仪器误差 B.测量误差 C.环境误差 D.人为误差 2.一次反射直角棱镜可以使光线转折（） A. 90ｏ B. 45ｏ C. 180ｏ D. 270ｏ 3. 仪器对被测量变化的反应能力称为（） A.示值稳定性 B.灵敏度 C.回程误差 D.修正值 4. 下列不属于机械式量仪的是（） A.千分尺 B.百分表 C.杠杆比较仪 D.光学计 5. 下列不属于光学式量仪的是（） A.自准直仪 B.测长仪 C. 工具显微镜 D.游标卡尺 6. 主要用于各种长度和角度的测量，也可以测量螺纹的各单项参数、凸轮的轮廓、削刀具、锥体、样板、孔间距、复杂工具和零件等的光学仪器是（） A.自准直仪 B.测长仪 C.光学计 D. 工具显微镜 7.如果工具显微镜的目镜放大倍数为2X，物镜的放大倍数为5X，则总的放大倍数为（） A.5倍 B.2倍 C.2.5倍 D. 10倍 三、判断题 1.机械式量仪比光学式量仪的精度高。（）

实验七 自准直仪测量直线度

实验七自准直仪测量直线度 一、仪器原理： 自准直仪是测量微小角度变化量的精密光学仪器，它适用于测量精密导轨的直线度误差及小角度范围内的精密角度测量，用自准直仪测量被测量要素的直线度误差。利用自准直仪的光轴模拟理想直线，将被测量直线与理想直线比较，将所得数据用作图法或计算法来求出直线度误差值。 图3-3-1为自准直仪外形图。 图3-3-1自准直仪外形图 1-灯头2-光源锁紧螺母3-读数鼓4-目镜5-紧固螺钉6-光电头锁紧鼓 7-光电头8-基座支架9-物镜10-反射镜11-光电检波器 图3-3-2自准直仪光路系统图1-光源2-聚光镜3-十字线分划板4-立方棱镜5-物镜组6-反射镜 7-分光镜8-双刻线分划板9-目镜10-振动狭缝11-聚光镜 12-光敏电阻13-测微螺丝14-测微读数鼓轮15-光电检波器 自准直仪的光路系统如图3-3-2所示，光源１发出的光线经聚光镜2，照亮十字线分划板3后，经过中间有半透膜的立方棱镜4射向物镜组5，经物镜组成平行光束投射到反射镜6上。平行光束经反射镜又返回到立方棱镜4，并反射向上至分光镜7。一路光透过分光镜7，把分划板3的十字线成象在带双刻线分划板8上，通过目镜9即可进行目视瞄准；另一路光在分光镜7上反射，把十字线成象在振动狭缝１0处，再经聚光镜１1聚焦到光敏电阻１2上，光敏电阻将光通量的变化转变为电信号，并送至检波器，经处理后由微安表指示。振动狭缝、光敏电阻、和测微分划板连成一体，并装在光电头壳体中。旋转测微读数鼓轮１４能带动它们一起移动，可使狭缝振动中心与十字线象中心重合，此时微安表的指针指零，表示已瞄准好。同时，在目镜视场中测微分划板的双线也应瞄准十字线象，表示目视瞄准与光电瞄准是同步的。通过读数鼓轮便可读出一个角度值，（或从光电检波器上读数）。测量时，平面反射镜6偏转某一角度，十字线象在双刻线分划板8和振动狭缝１0上的位置就有所改变。旋转读数鼓轮再次进行瞄准，即

光学测量与光学工艺知识点答案

目录 第一章基本光学测试技术 (2) 第二章光学准直与自准直 (5) 第三章光学测角技术 (9) 第四章：光学干涉测试技术 (12) 第六章：光学系统成像性能评测 (15)

第一章 基本光学测试技术 ? 对准、调焦的定义、目的； 对准又称横向对准，是指一个对准目标（？）与比较标志（？）在垂直瞄准轴（？）方向像的重合或置中。例：打靶、长度度量 人眼的对准与未对准： 对准的目的：1.瞄准目标（打靶）； 2.精确定位、测量某些物理量（长度、角度度量）。 调焦又称纵向对准，是指一个目标像（？）与比较标志（？）在瞄准轴（？）方向的重合。 人眼调焦： 调焦的目的 ：1.使目标与基准标志位于垂直于瞄准轴方向的同一个面上，也就是使二者位 于同一空间深度； 2.使物体（目标）成像清晰； 3.确定物面或其共轭像面的位置——定焦。 12 1'2' 1'P 2' 2' '

?人眼调焦的方法及其误差构成； 常见的调焦方法有清晰度法和消视差法。 清晰度法是以目标与比较标志同样清晰为准。调焦误差是由于存在几何焦深和物理焦深所造成的。 消视差法是以眼镜在垂直平面上左右摆动也看不出目标和标志有相对横移为准的。误差来源于人眼的对准误差。 （消视差法特点： 可将纵向调焦转变为横向对准； 可通过选择误差小的对准方式来提高调焦精确度； 不受焦深影响） ?对准误差、调焦误差的表示方法； 对准误差的表示法：人眼、望远系统用张角表示； 显微系统用物方垂轴偏离量表示； 调焦误差的表示法：人眼、望远系统用视度表示； 显微系统用目标与标志轴向间距表示； ?常用的对准方式； 常见的对准方式有压线对准，游标对准，夹线对准，叉线对准，狭缝叉线对准或狭缝夹线对准。 ?光学系统在对准、调焦中的作用； 提高对准、调焦精度，减小对准、调焦误差。 ?提高对准精度、调焦精度的途径； 使用光学系统进行对准，调焦；光电自动对准、光电自动调焦； ?光具座的主要构造； 平行光管（准直仪）；带回转工作台的自准直望远镜（前置镜）；透镜夹持器；带目镜测微器的测量显微镜；底座 ?平行光管的用途、简图； 作用是提供无限远的目标或给出一束平行光。 简图如下：

光学测角仪的调整与使用

实验报告 姓名：张伟楠班级：F0703028 学号：5070309108 实验成绩：同组姓名： 3 实验日期：08.03.03 18：00指导教师：批阅日期： 光学测角仪的调整与使用 【实验目的】 1.了解光学测角仪的主要构造，正确掌握调整光学测角仪的要求和方法； 2.测定三棱镜的顶角，观察三棱镜对汞灯的色散现象； 3.测定玻璃三棱镜对各单色光的折射率 【实验原理】 1．三棱镜顶角的测量 （1）自准法测量三棱镜的顶角 自准法测三棱镜顶角 图2是自准法测量三棱镜顶角的示意图．利用望远镜自身产生平行光，固定平台（或固定望远镜），转动望远镜光轴（或转动小平台），先使棱镜AB面反射的十字像落在分划板上“╪”准线上部的交点上（即望远镜光轴与三棱镜AB 面垂直），记下刻度盘对称游标的方位角读数θ1、θ 2．然后再转动望远镜（或小平台）使AC面反射的十字像与“╪”准线的上交点重合（即望远镜光轴与AC 面垂直），记下读数θ 1′和θ 2′（注意θ 1与θ1′为同一游标上读得的望远镜方位角，而θ 2与θ 2′则为另一游标上读得的方位角），两次读数相减即得顶角α的补角．α = 180°－? ，可以证明

（1） （2）反射法测量三棱镜的顶角 图3为反射法测量三棱镜顶角的示意图．将三棱镜放在载物台上，使平行光管射出的光束投射到棱镜的两个折射面上，从棱镜左面反射的光可将望远镜转至Ⅰ处观察，使用望远镜微调螺丝，使“╪”准线的中心垂直线对准反射狭缝像，从两个游标读出方位角读数?1和?2，再将望远镜转至Ⅱ处观测从棱镜左面反射的狭缝像，又可分别读得方位角读数?1′和?2′．由图3可知，三棱镜的顶角 （2） 反射法测三棱镜顶角 2．由各单色光的最小偏向角求折射率： 通过光的反射定律和折射定律可以求得折射率n （3） 式中i1，i2，δmin分别为某一单色光的入射角、折射角和最小偏向角，α则为三棱镜的顶角．

大学物理实验-光学测角仪的调整与使用

光学测角仪的调整与使用 【实验目的】 1.了解光学测角仪的主要构造，正确掌握调整光学测角仪的要求和方法； 2.测定三棱镜的顶角，观察三棱镜对汞灯的色散现象； 3.测定玻璃三棱镜对各单色光的折射率 【实验原理】 1．三棱镜顶角的测量 （1）自准法测量三棱镜的顶角 自准法测三棱镜顶角 图2是自准法测量三棱镜顶角的示意图．利用望远镜自身产生平行光，固定平台（或固定望远镜），转动望远镜光轴（或转动小平台），先使棱镜AB面反射的十字像落在分划板上“╪”准线上部的交点上（即望远镜光轴与三棱镜AB 面垂直），记下刻度盘对称游标的方位角读数θ1、θ 2．然后再转动望远镜（或小平台）使AC面反射的十字像与“╪”准线的上交点重合（即望远镜光轴与AC 面垂直），记下读数θ 1′和θ 2′（注意θ 1与θ 1′为同一游标上读得的望远镜方位角，而θ 2与θ 2′则为另一游标上读得的方位角），两次读数相减即得顶角α的补角．α = 180°－? ，可以证明 （1）

（2）反射法测量三棱镜的顶角 图3为反射法测量三棱镜顶角的示意图．将三棱镜放在载物台上，使平行光管射出的光束投射到棱镜的两个折射面上，从棱镜左面反射的光可将望远镜转至Ⅰ处观察，使用望远镜微调螺丝，使“╪”准线的中心垂直线对准反射狭缝像，从两个游标读出方位角读数?1和?2，再将望远镜转至Ⅱ处观测从棱镜左面反射的狭缝像，又可分别读得方位角读数?1′和?2′．由图3可知，三棱镜的顶角 （2） 反射法测三棱镜顶角 2．由各单色光的最小偏向角求折射率： 通过光的反射定律和折射定律可以求得折射率n （3） 式中i1，i2，δmin分别为某一单色光的入射角、折射角和最小偏向角，α则为三棱镜的顶角． 【实验数据记录、实验结果计算】

激光准直仪操作规程

激光准直仪操作规 程

激光准直仪操作规程 激光准直测量系统由半导体激光器、光学分光及转向系统、光电接收系统及液晶显示模块组成。激光光束经转向系统后出射两条相互平行的基准光束,作为导轨的安装检测基准。该系统利用二维PSD作为光电接收器件,采用液晶显示模块显示导轨偏差,可快速、直接、准确地测量导轨安装的偏移量,从而提高导轨安装的精度和速度。实验结果显示测量系统在X,Y方向上的标准偏差分别为：0.002mm,0.005mm。 1、主要参数 2、主机由半导体激光器、空间位相调制器、壳体、底座、和电源所组成。 3、激光准直仪的特点与工作原理 1）仪器的特点是采用了空间位相调制器。激光束在任意测距上，其横截面均为一组良好的、红黑反差很大的同心圆环，中心光斑亮且小，利于定位。而且在不同测距进行测量时是不用调焦的，实现了无调焦运行差。

中心光斑直径随着工作距离的增大而增大，符合下列参数: L=2.5米时?0.1mm L=20米时?1.2mm L=50米时?2.5mm 2）将仪器固定在主机的回转轴上后用百分表测量仪器端部的测环在盘车处于不同位置时的差值，经过调整仪器底座上的调整螺钉，使其差值越来越小，只要主机轴系配合良好，能够调至±0.02~0.03mm。然后利用置于远离主机15米左右的平面反射镜，将仪器射出的激光束反射至位于仪器附近的测微光靶。在主机盘车时调整仪器壳体上的四只调整螺钉，（必要时适当调整反射镜的角度），使反射回来的激光束画的圆的半径越来越小，最后调至±0.1mm以内为止，此时应再次检查盘车360°时，百分表所显示波动值的范围和测微光靶的测量差值，准确无误时即可用此光轴代替主机的机械轴。 3）二维测微光靶 二维测微光靶是用来记录与测量主机盘车时光轴的变化量。 二维测微光靶是由光靶和在X、Y两个自由度上测微的百分表所组成，光靶本身带有卡具和折射棱镜，为安装和读数提供了方便条件。测微光靶的工作范围是±4.5mm。测量精度为±0.01mm。4）平面反射镜 平面反射镜是用来反射激光束的附件，本身带有卡具，用户能够自行设计固定架，然后将平面反射镜固定在它的上面。

光学测量原理和技术

第一章、 对准、调焦 ? 对准、调焦的定义、目的； 1. 对准又称横向对准，是指一个对准目标与比较标志在垂直瞄准轴方向像的重合或置 中。目的：瞄准目标（打靶）；精确定位、测量某些物理量（长度、角度度量）。 2、调焦又称纵向对准，是指一个目标像与比较标志在瞄准轴方向的重合。 目的： --使目标与基准标志位于垂直于瞄准轴方向的同一个面上，也就是使二者位于同一空间深度； --使物体（目标）成像清晰； --确定物面或其共轭像面的位置——定焦。 人眼调焦的方法及其误差构成； 清晰度法：以目标和标志同样清晰为准则； 消视差法：眼睛在垂直视轴方向上左右摆动，以看不出目标和标志有相对横 移为准则。可将纵向调焦转变为横向对准。 清晰度法误差源：几何焦深、物理焦深； 消视差法误差源：人眼对准误差； 几何焦深：人眼观察目标时，目标像不一定能准确落在视网膜上。但只要目标上一点在视网膜上生成的弥散斑直径小于眼睛的分辨极限，人眼仍会把该弥散斑认为是一个点，即认为成像清晰。由此所带来的调焦误差，称为几何焦深。 物理焦深：光波因眼瞳发生衍射，即使假定为理想成像，视网膜上的像点也不再是一个几何点，而是一个艾里斑。若物点沿轴向移动Δl 后，眼瞳面上产生的波像差小于λ/K(常取K=6)，此时人眼仍分辨不出视网膜上的衍射图像有什么变化。 （清晰度）人眼调焦扩展不确定度： （消视差法）人眼调焦扩展不确定度： 人眼摆动距离为b ，所选对准扩展不确定度为δe ， ? 对准误差、调焦误差的表示方法； 对准：人眼、望远系统用张角表示；显微系统用物方垂轴偏离量表示； 调焦：人眼、望远系统用视度表示；显微系统用目标与标志轴向间距表示 ? 常用的对准方式； φ'==12111e e l l D αφ'=-= 2 2 21118e l l KD λ φ'=-= e b δφ'=