振鏡的性能對于掃描成像設(shè)備而言非常重要，PSD（位敏探測器）作為測量裝置身笤，能夠?qū)φ耒R的關(guān)鍵性能包括位置重復(fù)性和不平行度進(jìn)行檢測豹悬。本文借助PSD設(shè)計了不同的光路對振鏡進(jìn)行測試，得到一個集光機(jī)電軟為一體的非接觸式測量裝置液荸。
PSD在振鏡性能測試中的應(yīng)用(一)
振鏡以其高掃描效率常用于各種掃描成像設(shè)備之中瞻佛，其質(zhì)量直接影響了zui終的成像質(zhì)量，因此對它的性能進(jìn)行檢測顯得尤為重要娇钱。本文基于位置敏感探測器（PSD）設(shè)計了一款光機(jī)電軟一體的非接觸式測量裝置伤柄，能夠有效對振鏡的各項(xiàng)性能做出分析。
同時PSD作為測試系統(tǒng)中的敏感探測器件文搂，其性能的好壞對于整個測試系統(tǒng)精度有著很大的影響适刀，因此首先需要設(shè)計一個唯yi平臺對PSD進(jìn)行性能測試∶翰洌基于二維數(shù)控位移臺的二維光學(xué)測試平臺如圖1所示笔喉，整個平臺由激光器支架，半導(dǎo)體激光器和電控二維位移平臺組成硝皂。
圖1 基于二維數(shù)控位移臺的二維光學(xué)測試平臺
PSD在測試系統(tǒng)中主要用于靜止/動態(tài)零位重復(fù)性常挚，振鏡反射鏡與電機(jī)軸的不平行度測量，測量依賴于二維PSD兩個方向的位置信息稽物，二維PSD在x和y兩個方向均具有對稱性待侵，因此我們只針對其中的x正方向進(jìn)行測試，測試結(jié)果如表1所示姨裸。
表1 二維PSD在x（0~5mm）方向的測試數(shù)據(jù)
根據(jù)z小二乘法和對稱性可以擬合計算出在-5mm~5mm量程范圍內(nèi)的擬合曲線秧倾，得到如圖2所示的結(jié)果怨酝，計算可以得到PSD在x方向的非線性為0.7%，遲滯誤差為0.1%那先。
圖2 二維PSD在x方向的數(shù)據(jù)和擬合曲線
除了位置線性度之外农猬，時間漂移也是一個較為重要的影響參數(shù)。我們將激光器的光點(diǎn)固定在PSD敏感面的某一個位置售淡，每隔一段時間記錄PSD的輸出值斤葱，持續(xù)時間五分鐘，得到如表2所示的數(shù)據(jù)揖闸∽岫椋可以得到對于二維PSD而言，在x和y方向的時間漂移影響很小汤纸，考慮到輸出量程均超過10V衩茸，時間漂移小于0.1%。
表2 PSD的時間漂移特性數(shù)據(jù)
根據(jù)上述數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)PSD的非線性誤差無法完全消除贮泞，對于振鏡而言其測試精度要求很高楞慈，必須保證PSD在測試過程中有足夠高的精度。為了能夠簡單的提高其測測試精度啃擦，在測試前會有一個簡單的標(biāo)定過程囊蓝。
將一個安裝在標(biāo)準(zhǔn)夾具上的標(biāo)準(zhǔn)反射鏡固定在和振鏡同軸的步進(jìn)電機(jī)上，因此來代替振鏡反射鏡的擺動過程令蛉，標(biāo)準(zhǔn)夾具可以保證標(biāo)準(zhǔn)反射鏡和掃描電機(jī)轉(zhuǎn)軸完全平行聚霜。當(dāng)步進(jìn)電機(jī)收到脈沖信號之后就會帶動固定在轉(zhuǎn)軸上的反射鏡轉(zhuǎn)動，每轉(zhuǎn)動一次就采集對應(yīng)的電壓值珠叔，zui后通過插值擬合出轉(zhuǎn)動角度和電壓之間的擬合曲線蝎宇，以擬合的曲線作為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計算和測試。
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