本實(shí)用新型涉及一種厚度測(cè)量裝置，尤其涉及一種非接觸式厚度測(cè)量裝置。

背景技術(shù)：

光學(xué)元件廣泛應(yīng)用于高功率激光裝置及半導(dǎo)體行業(yè)，光學(xué)元件的厚度檢測(cè)是先進(jìn)光學(xué)制造過(guò)程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，使用千分尺等接觸式測(cè)量裝置極易破壞光學(xué)元件的表面，而激光干涉裝置等非接觸式測(cè)量裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，測(cè)量結(jié)果易受外界環(huán)境的影響，因此，為滿(mǎn)足先進(jìn)光學(xué)制造的應(yīng)用需求，一種可靠的非接觸、高精度(亞微米)厚度測(cè)量裝置及方法很有必要，以滿(mǎn)足元件去除量控制及平行度矯正等方面的需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種光學(xué)元件的非接觸式厚度測(cè)量裝置，可對(duì)光學(xué)元件進(jìn)行快速、高精度的厚度測(cè)量。

本實(shí)用新型解決技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：非接觸式厚度測(cè)量裝置，包括底座、滑動(dòng)導(dǎo)軌、支撐架、齒條、齒輪、第一激光位移傳感器、載物臺(tái)、第二激光位移傳感器、滑臺(tái)和控制器，所述滑動(dòng)導(dǎo)軌固定在底座上，所述滑臺(tái)設(shè)置在滑動(dòng)導(dǎo)軌上，并可沿著滑動(dòng)導(dǎo)軌左右移動(dòng)；所述支撐架固定在底座上，所述齒條設(shè)置在支撐架上，所述齒條上安裝有第一激光位移傳感器，所述齒輪與齒條配合，通過(guò)旋轉(zhuǎn)齒輪帶動(dòng)齒條移動(dòng)，從而帶動(dòng)第一激光位移傳感器上下移動(dòng)；所述載物臺(tái)固定在滑臺(tái)上，所述第二激光位移傳感器固定在底座上，所述第二激光位移傳感器與第一激光位移傳感器的測(cè)量點(diǎn)在同一豎直線上，所述第一激光位移傳感器和第二激光位移傳感器分別與控制器相連接。

進(jìn)一步的，在所述載物臺(tái)的放置區(qū)域設(shè)置有三個(gè)微小凸起，使被測(cè)元件在放置時(shí)為點(diǎn)接觸。

進(jìn)一步的，所述第二激光位移傳感器對(duì)被測(cè)元件的下表面進(jìn)行測(cè)量，所述第一激光位移傳感器對(duì)被測(cè)元件的上表面進(jìn)行測(cè)量。

進(jìn)一步的，在所述滑臺(tái)上還設(shè)置有手柄。

進(jìn)一步的，所述滑動(dòng)導(dǎo)軌通過(guò)螺釘固定在底座上，所述載物臺(tái)通過(guò)螺釘固定在滑臺(tái)上。

進(jìn)一步的，所述底座放置在固定平臺(tái)上。

本實(shí)用新型的有益效果是：本實(shí)用新型通過(guò)兩個(gè)上下對(duì)置的激光位移傳感器，可對(duì)光學(xué)元件進(jìn)行方便快速、無(wú)損的非接觸式的厚度測(cè)量，測(cè)量及操作簡(jiǎn)單，重復(fù)性好，對(duì)光學(xué)元件的表面以及亞表面質(zhì)量控制及加工效率的提高具有重要意義。本實(shí)用新型測(cè)量的分辨率為0.1μm，測(cè)量誤差為0.01％，同時(shí)本實(shí)用新型裝置還可進(jìn)行擴(kuò)展，通過(guò)結(jié)合高精度二維移動(dòng)平臺(tái)，可對(duì)大口徑光學(xué)元件及其它材料元件的厚度進(jìn)行精密測(cè)量。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是圖1的俯視圖。

圖3是圖1的側(cè)視圖。

具體實(shí)施方式

如圖1-3所示，本實(shí)用新型的非接觸式厚度測(cè)量裝置包括底座1、滑動(dòng)導(dǎo)軌2、支撐架3、齒條4、齒輪5、第一激光位移傳感器6、載物臺(tái)8、第二激光位移傳感器10、滑臺(tái)11和控制器。所述底座1放置在固定平臺(tái)上，所述滑動(dòng)導(dǎo)軌2通過(guò)螺釘固定在底座1上，所述滑臺(tái)11設(shè)置在滑動(dòng)導(dǎo)軌2上，并可沿著滑動(dòng)導(dǎo)軌2左右移動(dòng)；所述支撐架3固定在底座1上，所述齒條4設(shè)置在支撐架3上，所述齒條4上安裝有第一激光位移傳感器6，所述齒輪5與齒條4配合，通過(guò)手動(dòng)旋轉(zhuǎn)齒輪5外端，可實(shí)現(xiàn)齒條4的移動(dòng)，從而帶動(dòng)第一激光位移傳感器6上下移動(dòng)；所述載物臺(tái)8通過(guò)螺釘固定在滑臺(tái)11上，工作時(shí)，被測(cè)元件7放置在載物臺(tái)8上，且在載物臺(tái)8的被測(cè)元件7的放置區(qū)域設(shè)置有三個(gè)微小凸起，使被測(cè)元件7在放置時(shí)為點(diǎn)接觸狀態(tài)，當(dāng)滑臺(tái)11沿著滑動(dòng)導(dǎo)軌2左右移動(dòng)時(shí)，可帶動(dòng)放置在載物臺(tái)8上得被測(cè)元件7進(jìn)行左右平移，這樣就可測(cè)量被測(cè)元件7不同位置處的厚度；所述第二激光位移傳感器10固定在底座1上，第二激光位移傳感器10與第一激光位移傳感器6呈上下對(duì)置排列，使得第二激光位移傳感器10與第一激光位移傳感器6的測(cè)量點(diǎn)在同一豎直線上；所述第一激光位移傳感器6和第二激光位移傳感器10分別與控制器相連接，采用第二激光位移傳感器10對(duì)被測(cè)元件7的下表面進(jìn)行測(cè)量，得到位移S1，采用第一激光位移傳感器6對(duì)被測(cè)元件7的上表面進(jìn)行測(cè)量，得到位移S2，則被測(cè)元件7的厚度為h＝S1+S2+C，所述C為補(bǔ)償偏移量，需要在首次測(cè)量時(shí)進(jìn)行標(biāo)定。

為了方便推拉滑臺(tái)11，在上述滑臺(tái)11上還設(shè)置有手柄12，通過(guò)手動(dòng)推拉手柄12帶動(dòng)滑臺(tái)11沿著滑動(dòng)導(dǎo)軌2左右移動(dòng)。

本實(shí)用新型的測(cè)量方法包括以下步驟：

1)打開(kāi)第一激光位移傳感器6和第二激光位移傳感器10，將第一激光位移傳感器6和第二激光位移傳感器10分別與控制器相連接，第二激光位移傳感器10與第一激光位移傳感器6的測(cè)量點(diǎn)在同一豎直線上；

2)采用高精度螺旋測(cè)微儀對(duì)任一物品的厚度進(jìn)行測(cè)量，得到絕對(duì)測(cè)量值，該物品與被測(cè)元件7的厚度差不得大于1mm，然后將該物品置于載物臺(tái)8上，測(cè)得該物品的相對(duì)測(cè)量值；或直接將已知厚度(絕對(duì)測(cè)量值)的標(biāo)準(zhǔn)塊置于載物臺(tái)8上進(jìn)行測(cè)量，得到該標(biāo)準(zhǔn)塊的相對(duì)測(cè)量值；

3)計(jì)算得到補(bǔ)償偏移量C＝絕對(duì)測(cè)量值-相對(duì)測(cè)量值，并在控制器中進(jìn)行補(bǔ)償量設(shè)置；

4)將被測(cè)元件7放置在載物臺(tái)8上進(jìn)行測(cè)量，此時(shí)控制器顯示窗口的數(shù)值即為被測(cè)元件7的實(shí)際厚度，當(dāng)對(duì)被測(cè)元件7進(jìn)行重復(fù)測(cè)量時(shí)，保持第一激光位移傳感器6和第二激光位移傳感器10的位置固定，則補(bǔ)償偏移量C也為固定值，不需要再次標(biāo)定補(bǔ)償偏移量C，可直接進(jìn)行讀數(shù)。

在測(cè)量過(guò)程中，當(dāng)被測(cè)元件7的厚度有較大改變時(shí)，需要旋轉(zhuǎn)齒輪5以適應(yīng)被測(cè)元件7，此時(shí)需要重新標(biāo)定補(bǔ)償偏移量C。

本實(shí)用新型基于激光位移傳感器的非接觸式測(cè)量方法，通過(guò)兩個(gè)上下對(duì)置的激光位移傳感器，可對(duì)光學(xué)元件進(jìn)行快速精確的厚度測(cè)量，測(cè)量過(guò)程不會(huì)對(duì)元件表面造成破壞，測(cè)量過(guò)程簡(jiǎn)單、可靠，測(cè)量的分辨率為0.1μm，測(cè)量結(jié)果的誤差為0.016％。此外，本實(shí)用新型裝置可進(jìn)行擴(kuò)展，通過(guò)結(jié)合高精度二維移動(dòng)平臺(tái)，可對(duì)大口徑光學(xué)元件及其它材料元件的厚度進(jìn)行精密測(cè)量。