測量離軸拋物面主反射鏡離軸量和離軸角的系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于光學(xué)裝配領(lǐng)域，涉及一種測量裝置，尤其涉及一種測量離軸拋物面主反射鏡離軸量和離軸角的系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]離軸反射鏡相比同軸反射鏡來說多了兩個重要指標(biāo)，分別是離軸量以及離軸角，這兩個指標(biāo)反映了離軸反射鏡相對母鏡光軸的偏離量，也就是離軸反射鏡相對于系統(tǒng)光軸的偏移量。根據(jù)離軸光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式特點，主鏡通?？趶捷^大，且通常采用拋物面形式。對于大口徑離軸反射鏡，由于其自身口徑較大，如果采用母鏡分離的切割方式進行加工，則母鏡的口徑將會更大且加工難度更大，因此對于大口徑主鏡加工通常采用單個零件加工的方式。單個零件加工的方式對于離軸量和離軸角的加工誤差較大，會使得離軸拋物面主反射鏡在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中的初始定位精度較低。離軸光學(xué)系統(tǒng)由于自由度較多，使得計算機輔助裝調(diào)過程中的變量較多，如果初始定位精度太低，使得線迭代方程不收斂，從而難以解出離軸光學(xué)系統(tǒng)的失調(diào)量。因此如何精確測量離軸拋物面主反射鏡的離軸量以及離軸角、實現(xiàn)離軸拋物面主反射鏡在系統(tǒng)中高精度的初始定位對于離軸光學(xué)系統(tǒng)的裝配是至關(guān)重要的。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]為了解決【背景技術(shù)】中存在的上述技術(shù)問題，本實用新型提供了一種可對離軸反射鏡的離軸量和離軸角進行精確測量的系統(tǒng)。
[0004]本實用新型的技術(shù)解決方案是:本實用新型提供了一種測量離軸拋物面主反射鏡離軸量和離軸角的系統(tǒng)，其特征在于:所述系統(tǒng)包括光軸標(biāo)桿A、光軸標(biāo)桿B、自準(zhǔn)直經(jīng)瑋儀A、自準(zhǔn)直經(jīng)瑋儀B、自準(zhǔn)直經(jīng)瑋儀C、干涉儀、平面反射鏡以及小平面鏡；所述自準(zhǔn)直經(jīng)瑋儀A、光軸標(biāo)桿A、光軸標(biāo)桿B以及自準(zhǔn)直經(jīng)瑋儀B依次處于同一光軸上；所述自準(zhǔn)直經(jīng)瑋儀B與自準(zhǔn)直經(jīng)瑋儀C處于同一光軸上；待測離軸反射鏡置于自準(zhǔn)直經(jīng)瑋儀B與自準(zhǔn)直經(jīng)瑋儀C之間；所述小平面鏡貼附在待測離軸反射鏡上；所述干涉儀的焦點與待測離軸反射鏡的焦點重合；所述干涉儀發(fā)出的球面波經(jīng)待測離軸反射鏡反射后形成反射光；所述平面反射鏡置于反射光所在光路上。
[0005]上述小平面鏡置于待測離軸反射鏡與自準(zhǔn)直經(jīng)瑋儀C之間并貼附在待測離軸反射鏡上。
[0006]上述干涉儀的焦點與待測離軸反射鏡的焦點重合并位于自準(zhǔn)直經(jīng)瑋儀A、光軸標(biāo)桿A、光軸標(biāo)桿B以及自準(zhǔn)直經(jīng)瑋儀B所在的光軸上。
[0007]上述自準(zhǔn)直經(jīng)瑋儀A、自準(zhǔn)直經(jīng)瑋儀B以及自準(zhǔn)直經(jīng)瑋儀C的精度均優(yōu)于0.5 ”。
[0008]本實用新型的優(yōu)點是:本實用新型基于無像差點法檢測離軸拋物面主反射鏡的光路原理，通過設(shè)置基準(zhǔn)光軸并進行空間基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換，最終實現(xiàn)了離軸量以及離軸角的精確測量，為主反射鏡在離軸光學(xué)系統(tǒng)中的精確初始定位提供了準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。
【附圖說明】
[0009]圖1是本實用新型所提供的測量離軸拋物面主反射鏡離軸量和離軸角的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0010]圖2是本實用新型所采用的光軸標(biāo)桿的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011]其中:
[0012]1-光軸標(biāo)桿A ；2-光軸標(biāo)桿B ；3-自準(zhǔn)直經(jīng)瑋儀A ;4_自準(zhǔn)直經(jīng)瑋儀B ;5_自準(zhǔn)直經(jīng)瑋儀C ;6_干涉儀；7_平面反射鏡；8_待測離軸反射鏡；9_小平面鏡。
【具體實施方式】
[0013]本實用新型提供了一種測量離軸拋物面主反射鏡的系統(tǒng)，如圖1所示，該系統(tǒng)包括光軸標(biāo)桿Al、光軸標(biāo)桿B2、自準(zhǔn)直經(jīng)瑋儀A3、自準(zhǔn)直經(jīng)瑋儀B、自準(zhǔn)直經(jīng)瑋儀C、干涉儀、平面反射鏡以及小平面鏡；自準(zhǔn)直經(jīng)瑋儀A、光軸標(biāo)桿A、光軸標(biāo)桿B以及自準(zhǔn)直經(jīng)瑋儀B依次處于同一光軸上；自準(zhǔn)直經(jīng)瑋儀B與自準(zhǔn)直經(jīng)瑋儀C處于同一光軸上；待測離軸反射鏡置于自準(zhǔn)直經(jīng)瑋儀B與自準(zhǔn)直經(jīng)瑋儀C之間；小平面鏡貼附在待測離軸反射鏡上；干涉儀的焦點與待測離軸反射鏡的焦點重合；干涉儀發(fā)出的球面波經(jīng)待測離軸反射鏡反射后形成反射光；平面反射鏡置于反射光所在光路上。小平面鏡置于待測離軸反射鏡與自準(zhǔn)直經(jīng)瑋儀C之間并貼附在待測離軸反射鏡上。干涉儀的焦點與待測離軸反射鏡的焦點重合并位于自準(zhǔn)直經(jīng)瑋儀A、光軸標(biāo)桿A、光軸標(biāo)桿B以及自準(zhǔn)直經(jīng)瑋儀B所在的光軸上。
[0014]可確定離軸光學(xué)系統(tǒng)主光軸位置的系統(tǒng)包括I為光軸標(biāo)桿A、2為光軸標(biāo)桿B，如圖2所示，光軸標(biāo)桿A以及光軸標(biāo)桿B確定基準(zhǔn)光軸位置；3為自準(zhǔn)直經(jīng)瑋儀A、4為自準(zhǔn)直經(jīng)瑋儀B、5為自準(zhǔn)直經(jīng)瑋儀C，自準(zhǔn)直經(jīng)瑋儀A、自準(zhǔn)直經(jīng)瑋儀B以及自準(zhǔn)直經(jīng)瑋儀C的自準(zhǔn)精度均優(yōu)于0.5”;6為干涉儀，用來測量反射鏡的面形情況；7為平面反射鏡，用于自準(zhǔn)光路反射；8為待測離軸反射鏡；9為小平面鏡，貼在待測離軸反射鏡的背后，作為待測離軸反射鏡的背部基準(zhǔn)。
[0015]本實用新型的實際測量步驟為:
[0016]光軸標(biāo)桿Al頂尖、光軸標(biāo)桿B2頂尖確定了一條基準(zhǔn)光軸；
[0017]自準(zhǔn)直經(jīng)瑋儀A3、自準(zhǔn)直經(jīng)瑋儀B4與基準(zhǔn)光軸穿心，從而保證自準(zhǔn)直經(jīng)瑋儀A3、自準(zhǔn)直經(jīng)瑋儀B4與基準(zhǔn)光軸重合；
[0018]自準(zhǔn)直經(jīng)瑋儀B4轉(zhuǎn)90度，與自準(zhǔn)直經(jīng)瑋儀C5對鏡，此時自準(zhǔn)直經(jīng)瑋儀C5的光軸與基準(zhǔn)光軸成90度夾角，這時將自準(zhǔn)直經(jīng)瑋儀C5轉(zhuǎn)90度與基準(zhǔn)光軸重合；
[0019]干涉儀6、平面反射鏡7以及待測離軸反射鏡8組成了離軸反射鏡的無像差點面形檢測光路，其中干涉儀6的焦點與待測離軸反射鏡8的焦點重合，干涉儀6發(fā)出的球面波經(jīng)過待測離軸反射鏡8反射后成為平行光，經(jīng)平面反射鏡7反射后與干涉儀6的參考光發(fā)生干涉，從而得到待測離軸反射鏡8的面形數(shù)據(jù)；
[0020]平面反射鏡7的方位及俯仰通過自準(zhǔn)直經(jīng)瑋儀C5進行定位，調(diào)節(jié)平面反射鏡7使得其與自準(zhǔn)直經(jīng)瑋儀C5自準(zhǔn)直，說明此時平面反射鏡7的光軸與基準(zhǔn)光軸平行；
[0021]調(diào)整無像差點面形檢測光路時，還需將干涉儀6的焦點調(diào)節(jié)在基準(zhǔn)光軸線上，從而保證經(jīng)待測離軸反射鏡8反射后的光與基準(zhǔn)光軸平行；
[0022]調(diào)節(jié)待測離軸反射鏡8的方位及俯仰，使得待測離軸反射鏡8在此檢測光路中的面形最佳，此時待測離軸反射鏡8的光軸與基準(zhǔn)光軸重合；
[0023]通過測量待測離軸反射鏡8中心與基準(zhǔn)光軸之間的距離即可得到離軸反射鏡的咼軸量大??；
[0024]調(diào)節(jié)自準(zhǔn)直經(jīng)瑋儀C5使得自準(zhǔn)直經(jīng)瑋儀C5與待測離軸反射鏡8后的小平面鏡自準(zhǔn)直，此時自準(zhǔn)直經(jīng)瑋儀C5轉(zhuǎn)過的角度即為待測離軸反射鏡8的離軸角大小。
[0025]以上測量系統(tǒng)基于離軸反射鏡的無像差點法檢測原理，可對離軸反射鏡的離軸量和離軸角實現(xiàn)精確測量。
【主權(quán)項】
1.一種測量離軸拋物面主反射鏡離軸量和離軸角的系統(tǒng)，其特征在于:所述系統(tǒng)包括光軸標(biāo)桿A、光軸標(biāo)桿B、自準(zhǔn)直經(jīng)瑋儀A、自準(zhǔn)直經(jīng)瑋儀B、自準(zhǔn)直經(jīng)瑋儀C、干涉儀、平面反射鏡以及小平面鏡；所述自準(zhǔn)直經(jīng)瑋儀A、光軸標(biāo)桿A、光軸標(biāo)桿B以及自準(zhǔn)直經(jīng)瑋儀B依次處于同一光軸上；所述自準(zhǔn)直經(jīng)瑋儀B與自準(zhǔn)直經(jīng)瑋儀C處于同一光軸上；待測離軸反射鏡置于自準(zhǔn)直經(jīng)瑋儀B與自準(zhǔn)直經(jīng)瑋儀C之間；所述小平面鏡貼附在待測離軸反射鏡上；所述干涉儀的焦點與待測離軸反射鏡的焦點重合；所述干涉儀發(fā)出的球面波經(jīng)待測離軸反射鏡反射后形成反射光；所述平面反射鏡置于反射光所在光路上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量離軸拋物面主反射鏡離軸量和離軸角的系統(tǒng)，其特征在于:所述小平面鏡置于待測離軸反射鏡與自準(zhǔn)直經(jīng)瑋儀C之間并貼附在待測離軸反射鏡上。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的測量離軸拋物面主反射鏡離軸量和離軸角的系統(tǒng)，其特征在于:所述干涉儀的焦點與待測離軸反射鏡的焦點重合并位于自準(zhǔn)直經(jīng)瑋儀A、光軸標(biāo)桿A、光軸標(biāo)桿B以及自準(zhǔn)直經(jīng)瑋儀B所在的光軸上。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的測量離軸拋物面主反射鏡離軸量和離軸角的系統(tǒng)，其特征在于:所述自準(zhǔn)直經(jīng)瑋儀A、自準(zhǔn)直經(jīng)瑋儀B以及自準(zhǔn)直經(jīng)瑋儀C的精度均優(yōu)于.0.5”。
【專利摘要】本實用新型涉及一種測量離軸拋物面主反射鏡離軸量和離軸角的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括光軸標(biāo)桿A、光軸標(biāo)桿B、自準(zhǔn)直經(jīng)緯儀A、自準(zhǔn)直經(jīng)緯儀B、自準(zhǔn)直經(jīng)緯儀C、干涉儀、平面反射鏡和小平面鏡；自準(zhǔn)直經(jīng)緯儀A、光軸標(biāo)桿A、光軸標(biāo)桿B和自準(zhǔn)直經(jīng)緯儀B依次處于同一光軸上；自準(zhǔn)直經(jīng)緯儀B與自準(zhǔn)直經(jīng)緯儀C處于同一光軸上；待測離軸反射鏡置于自準(zhǔn)直經(jīng)緯儀B與自準(zhǔn)直經(jīng)緯儀C之間；小平面鏡貼附在待測離軸反射鏡上；干涉儀的焦點與待測離軸反射鏡的焦點重合；干涉儀發(fā)出的球面波經(jīng)待測離軸反射鏡反射后形成反射光；平面反射鏡置于反射光所在光路上。本實用新型提供了一種可對離軸反射鏡的離軸量和離軸角進行精確測量的系統(tǒng)。
【IPC分類】G01B11/02, G01B11/26
【公開號】CN204854637
【申請?zhí)枴緾N201520498859
【發(fā)明人】張學(xué)敏, 宋興, 張志軍, 侯曉華, 閆肅
【申請人】中國科學(xué)院西安光學(xué)精密機械研究所
【公開日】2015年12月9日
【申請日】2015年7月10日