在光學(xué)領(lǐng)域，透鏡是光學(xué)系統(tǒng)中最重要的組成元件，現(xiàn)代的光學(xué)儀器對(duì)透鏡的成像質(zhì)量和光程控制有很高的要求。尤其在透鏡的制造要求上，加工出的透鏡尺寸，其公差必須控制在允許范圍內(nèi)，因此需要在生產(chǎn)線上形成對(duì)透鏡厚度實(shí)時(shí)、自動(dòng)、精準(zhǔn)的檢測(cè)，這對(duì)提高產(chǎn)線的生產(chǎn)效率和控制產(chǎn)品的質(zhì)量具有重要意義。

目前，測(cè)量透鏡中心厚度的方法主要分為接觸式測(cè)量和非接觸式測(cè)量。接觸式測(cè)量有很多弊端，如不能準(zhǔn)確找到透鏡的中心點(diǎn)(最高點(diǎn)或最di點(diǎn))，測(cè)量時(shí)需要來回移動(dòng)透鏡，效率不高，容易劃傷透鏡的玻璃表面。而非接觸測(cè)量一般采用光學(xué)的方法，能有效避免這些測(cè)量缺陷，由東隆科技自研的光纖微裂紋檢測(cè)儀（OLI）不僅可以快速精準(zhǔn)測(cè)試出透鏡的厚度，而且也不會(huì)對(duì)透鏡表面造成劃傷。

下面，讓我們學(xué)習(xí)下光纖微裂紋檢測(cè)儀（OLI）是如何高效的測(cè)量手機(jī)鏡頭的折射率和厚度。

光纖微裂紋檢測(cè)儀（OLI）

1、 OLI測(cè)量透鏡厚度

使用光纖微裂紋檢測(cè)儀（OLI）測(cè)量凸透鏡中心厚度，如圖1.所示，準(zhǔn)備一根匹配好測(cè)試長度的光纖跳線，一端接入設(shè)備DUT口，另外一端垂直對(duì)準(zhǔn)透鏡，讓接頭和透鏡之間預(yù)留一定距離，同時(shí)使用OLI進(jìn)行測(cè)量。

圖1. 測(cè)量系統(tǒng)示意圖

測(cè)量結(jié)果如圖2.所示，圖中共有3個(gè)峰值，第1個(gè)峰值為FC/APC接頭端面的反射，第2個(gè)峰值為空氣到透鏡第一個(gè)面的反射，第3個(gè)峰值為透鏡第二個(gè)面到空氣的反射。

圖2.凸透鏡厚度測(cè)試結(jié)果圖

峰值1和2之間的距離為3.876mm，峰值2和3之間的距離為20.52mm，圖2中測(cè)得各峰值間距是在設(shè)備默認(rèn)折射率n1=1.467下測(cè)得，而空氣的折射率n2=1玻璃透鏡的折射率n3=1.6，所以空氣段的實(shí)際長度為：L空=3.876*n1/n2=5.686mm，透鏡的實(shí)際厚度為L鏡=20.52*n1/n3=18.814mm。使用游標(biāo)卡尺測(cè)量凸透鏡的厚度為19.02mm，和測(cè)試結(jié)果偏差0.2mm，可能是玻璃透鏡的實(shí)際折射率與計(jì)算所用到的折射率1.6有偏差導(dǎo)致的。

2、OLI測(cè)量鏡底折射率和厚度

將圖1.測(cè)量系統(tǒng)中的凸透鏡換成手機(jī)攝像頭的玻璃鏡底，使用光纖微裂紋檢測(cè)儀（OLI）對(duì)3種不同厚度的玻璃鏡底進(jìn)行測(cè)量，圖3.為測(cè)試玻璃鏡底實(shí)物圖，用游標(biāo)卡尺測(cè)量三種玻璃鏡底的厚度分別為0.7mm、1.5mm和2.0mm。

圖3.玻璃鏡底實(shí)物圖

光纖微裂紋檢測(cè)儀（OLI）測(cè)量結(jié)果如圖4.所示，為5次測(cè)量平均后的結(jié)果，從圖中可以看出三種鏡底的測(cè)試厚度分別為1.075mm、2.301mm、3.076mm。

圖4.三種鏡底厚度測(cè)試結(jié)果圖

三種玻璃鏡底的材質(zhì)一樣其折射率一致，圖4.中設(shè)備測(cè)得玻璃鏡底厚度與游標(biāo)卡尺測(cè)得厚度不一致，因?yàn)槭窃谠O(shè)備默認(rèn)折射率n1=1.467下測(cè)得、實(shí)際玻璃鏡底折射率為n鏡=1.075*1.467/0.7=2.253，將設(shè)備折射率修改為2.253直接得出三款玻璃鏡底的厚度為：0.699mm 、1.498mm、2.003mm，設(shè)備測(cè)得結(jié)果與游標(biāo)卡尺測(cè)量偏差不超過5um，證明OLI非接觸測(cè)試透鏡厚度十分精準(zhǔn)。

3、結(jié)論

使用光纖微裂紋檢測(cè)儀（OLI）非接觸測(cè)試各種透鏡的折射率和厚度，其測(cè)量精度在亞微米級(jí)別，相對(duì)于接觸式測(cè)量透鏡厚度，精度提升很大，同時(shí)也避免測(cè)量時(shí)透鏡表面被劃傷。將光纖微裂紋檢測(cè)儀（OLI）非接觸式測(cè)量透鏡厚度的方法應(yīng)用到生產(chǎn)車間內(nèi)，可形成自動(dòng)化檢測(cè)產(chǎn)線，無需人為干預(yù)即可準(zhǔn)確甄別出質(zhì)量不合格產(chǎn)品，極大提升生產(chǎn)效率。