一种应用于眼科激光治疗机的调焦光学系统(3)

式（1）～（4）中：I—物方光线与法线夹角；I'—像方光线与法线夹角；n—物方折射率；n'—像方折射率；U—物方倾斜角；U'—像方倾斜角；L—物方截距；L'—像方截距。

根据透镜L1移动距离的测量值，如表1所示，通过软件编程计算焦点的移动距离，如表2所示。

表1 透镜L1的移动距离Tab.1 The movement distance of lens L1设计值/mm 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4测量值/mm 0.39 0.35 0.46 0.38 0.37设计值/mm －0.4 －0.4 －0.4 －0.4 －0.4测量值/mm －0.41 －0.38 －0.46 －0.38 －0.43

表2 激光焦点的移动距离Tab.2 The movement of Laser focus设计值/μm －101 －201 －300 －397 －493测量值/μm －101 －193 －304 －393 －494设计值/μm +103 +207 +313 +421 +530测量值/μm +92 +189 +307 +398 +501

从表2中可以看出，根据L1透镜的实际的移动距离计算出来的焦点的移动距离与设计值基本一致，但是由于焦点的移动距离是根据光路基本公式计算出来的，没有考虑机械和光学加工等误差，下面进行误差分析。

L1透镜移动是通过螺线凸轮和蜗杆实现得到，实物如图4所示。

图4 试验装置Fig.4 Experiment device

3 误差分析

通常光学镜片的曲率半径加工精度都很高，所以只考虑机械和光学加工的线型误差，并且考虑加工成本，一般选取光学镜片的厚度误 mm[5]，机械加工误 mm[6]。综合考虑，线型误 mm。任意选取透镜的厚度或者透镜的间隔距离，?mm误差的范围内变化时，评价其对焦点的移动距离的影响。L1和L2透镜间的距离为变化距离，不考虑其误差的变化。选取L2和L3镜片之间的距离作为变化量，通过公式（1）～（4）计算100 μm时的焦点的移动距离，它与机械误差的关系如图5所示。

图5说明，当L1和L2透镜间的距离从－0.3 mm到+0.3 mm变化时，100 μm处焦点的移动距离在92.4 μm到92.6 μm之间变化，其变化量非常小，所以计算结果是可以接受得。

图5 焦点的移动距离与机械误差的变化曲线Fig.5 The curve of laser focus movement and mechanical error

图6 焦点的移动距离与机械误差的变化曲线Fig.6 The curve of laser focus movement and optical thickness error

选取透镜L1的厚度作为变化量，计算100 μm时的焦点的移动距离。变化曲线见图6。图6说明，当L1透镜的厚度从－0.3 mm到+0.3 mm变化时，100 μm处焦点的移动距离在92 μm到92.7 μm之间变化，其变化量非常小，所以计算结果可以接受。

4 结论

文章来源：《眼科新进展》 网址: http://www.ykxjzzz.cn/qikandaodu/2021/0223/452.html