實現偏軸非球面反射鏡光軸精確定位系統及方法技術方案

本發明專利技術涉及一種實現偏軸非球面反射鏡光軸精確定位系統及方法，該系統包括自準直經緯儀、用于確定待定位非球面反射鏡曲率半徑中心位置的曲率半徑中心定位工裝、用于確定待定位非球面反射鏡頂點中心位置的頂點中心定位工裝、大口徑平面反射鏡、內調焦望遠鏡以及貼附在待定位非球面反射鏡背面的平板玻璃；自準直經緯儀、曲率半徑中心定位工裝、頂點中心定位工裝、大口徑平面反射鏡以及內調焦望遠鏡依次設置在同一光軸上。本發明專利技術提供了一種定位精度高、易于調整以及使用方便的實現偏軸非球面反射鏡光軸精確定位系統及方法。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于光學精密裝調領域，涉及一種反射鏡光軸精確定位系統及方法，尤其涉及一種。
技術介紹
非球面反射鏡以其獨特的優勢，先后應用于共軸光學系統、離軸光學系統，再到現在的偏軸光學系統。對于偏軸光學系統，由于其系統設計的特殊性，即光學系統中的光學元件沒有共同的光軸，并且由于偏軸光學元件不具有光軸中心部分，使得利用以往常規的裝調方法不能實現此類系統的有效裝調。此外，由于偏軸光學系統光學元件數量較多，利用計算機輔助裝調的方法對系統進行輔助調整時調整變量太多，使得調整有效性降低，不能實現偏軸光學中各偏軸光學元件的有效定位。此外，偏軸球面反射鏡有唯一的曲率半徑，因此其曲率半徑中心的定位較為容易；而偏軸非球面反射鏡曲率半徑中心不是唯一的，其非球面多個曲率半徑中心的連線作為其光軸，系統裝調時需精確確定各非球面反射鏡的光軸位置來保證系統良好的成像質量，因此對于偏軸非球面反射鏡光軸的精確定位更為困難。
技術實現思路
為了解決
技術介紹
中存在的上述技術問題，本專利技術提供了一種定位精度高、易于調整以及使用方便的。本專利技術的技術解決方案是本專利技術提供了一種實現偏軸非球面反射鏡光軸精確定位系統，其特殊之處在于所述系統包括自準直經緯儀、用于確定待定位非球面反射鏡曲率半徑中心位置的曲率半徑中心定位工裝、用于確定待定位非球面反射鏡頂點中心位置的頂點中心定位工裝、大口徑平面反射鏡、內調焦望遠鏡以及貼附在待定位非球面反射鏡背面的平板玻璃；所述自準直經緯儀、曲率半徑中心定位工裝、頂點中心定位工裝、大口徑平面反射鏡以及內調焦望遠鏡依次設置在同一光軸上。上述曲率半徑中心定位工裝以及頂點中心定位工裝均包括高精度平板、轉軸以及含有十字絲的分劃板；所述高精度平板上設置有內孔；所述轉軸設置在高精度平板的內孔中；所述含有十字絲的分劃板豎直設置在轉軸上并隨轉軸在高精度平板的內孔中進行自由轉動；所述內調焦望遠鏡與含有十字絲的分劃板同光軸設置。上述轉軸呈T型，所述T型轉軸包括水平段以及與水平段相連的豎直段；所述豎直段設置在高精度平板的內孔中；所述含有十字絲的分劃板豎直設置在T型轉軸的水平段上。上述T型豎直段與高精度平板內孔之間的間隙小于O. 01mm。上述含有十字絲的分劃板是單個分劃板或組合分劃板；所述含有十字絲的分劃板是組合分劃板時，所述組合分劃板包括含有十字絲的分劃板以及與分劃板同等大小的平板玻璃；所述含有十字絲的分劃板與平板玻璃貼合在一起。上述曲率半徑中心定位工裝以及頂點中心定位工裝還包括設置在高精度平板與轉軸之間的底座；所述底座伸入高精度平板的內孔中并與高精度平板固定在一起；所述轉軸設置在底座中并在底座中進行間隙小于O. Olmm的轉動。上述曲率半徑中心定位工裝以及頂點中心定位工裝還包括分劃板框；所述分劃板框豎直設置在轉軸的水平段上；所述含有十字絲的分劃板鑲嵌在分劃板框中。上述曲率半徑中心定位工裝以及頂點中心定位工裝還包括水平設置在轉軸上的連接板；所述分劃板框設置在連接板上。—種實現偏軸非球面反射鏡光軸精確定位系統的定位方法，其特殊之處在于所述方法包括以下步驟I)曲率半徑中心定位工裝的十字線中心以及頂點中心定位工裝的十字線中心共同確定非球面反射鏡的光軸指向，調整自準直經緯儀并使自準直經緯儀分別與曲率半徑中心定位工裝以及頂點中心定位工裝自準直穿心；2)調整大口徑平面反射鏡的位置，使大口徑平面反射鏡在自準直經緯儀中自準直，使自準直經緯儀光軸與平面反射鏡光軸的平行；3)平移自準直經緯儀，使自準直經緯儀視場中可同時看到大口徑平面反射鏡以及非球面反射鏡背面所貼平板玻璃的自準像；4)調整非球面反射鏡的方位及俯仰，使非球面反射鏡背面的平板玻璃在自準直經緯儀中自準直，實現非球面反射鏡光軸與分劃板光軸平行；5)將大口徑平面反射鏡移去，調整內調焦望遠鏡的位置，使曲率半徑中心定位工裝分劃板以及頂點中心定位工裝分劃板的十字線與內調焦望遠鏡視場中的十字線重合；6)照亮曲率半徑中心定位工裝的分劃板以及頂點中心定位工裝的分劃板；7)上下平移非球面反射鏡，使曲率半徑中心定位工裝的分劃板以及頂點中心定位工裝的分劃板十字絲經球面鏡所成的自準像位于內調焦望遠鏡的視場中心；8)調校自準像和分劃板同時清楚。本專利技術的優點是本專利技術提供了一種，具體通過設計的中心定位輔助工裝以及自準直原理實現光軸的精確定位。為了能夠很好保證非球面反射鏡的曲率半徑中心位置以及頂點中心位置，根據光路走向設計了高精度平板，該平板通過高精度機械加工，平面度優于O. 005mm,并保證該高精度平板上的孔中心位置與非球面反射鏡的曲率半徑中心以及頂點中心的理論設計位置嚴格重合，精度高達O. 01mm。本專利技術所提供的整個工裝系統只要實現分劃板十字絲中心線與平板內孔的旋轉軸的高精度重合，就可以找到偏軸非球面反射鏡的可見球心以及可見頂點，從而利用自準直原理，實現非球面反射鏡光軸的精確定位。本專利技術利用中心定位輔助工裝實現非球面反射鏡的曲率半徑中心以及頂點中心精確定位后，其二者的中心連線即為非球面反射鏡的光軸，根據自準直的原理調整非球面反射鏡的位置，使得非球面反射鏡背面所貼平板玻璃的自準像分別與曲率半徑中心中心定位工裝自準像以及頂點中心定位工裝分劃板自準像嚴格重合，即可實現非球面反射鏡俯仰及方位的定位。根據光學原理，如果曲率半徑中心定位工裝中的十字分化板與非球面反射鏡曲率半徑中心重合，此時十字分劃板與其經過非球面反射鏡所成的自準像是重合的，從而實現非球面反射鏡平移方位的定位，最終確定了非球面反射鏡的光軸位置。本專利技術解決了現有技術中實現偏軸非球面反射鏡光軸定位精度低、調整過程復雜這一問題，具有定位精度聞、易于調整等優點。附圖說明圖I是基于本專利技術所提供系統而實現偏軸非球面凹反射鏡光軸精確定位的示意圖； 圖2是基于本專利技術所提供系統而實現偏軸非球面凸反射鏡光軸精確定位的示意圖；圖3是本專利技術所采用的定位工裝的結構示意圖；其中I-自準直經緯儀；2-曲率半徑中心定位工裝；3_頂點中心定位工裝；4_偏軸非球面；5_平板玻璃；6_大口徑平面反射鏡；7-內調焦望遠鏡；21_高精度平板；22_底座；23-轉軸支架；24_連接板；25_分劃板框；具體實施例方式參見圖3，本專利技術提供了一種實現偏軸非球面反射鏡光軸精確定位系統，該系統包括自準直經緯儀I、用于確定待定位的非球面反射鏡的曲率半徑中心位置的曲率半徑中心定位工裝2、用于確定待定位的非球面反射鏡4的頂點中心位置的頂點中心定位工裝3、大口徑平面反射鏡6、內調焦望遠鏡7以及貼附在待定位的非球面反射鏡背面的平板玻璃5 ；自準直經緯儀、曲率半徑中心定位工裝、頂點中心定位工裝、大口徑平面反射鏡以及內調焦望遠鏡依次設置在同一光軸上。曲率半徑中心定位工裝以及頂點中心定位工裝均包括高精度平板、轉軸以及含有十字絲的分劃板；高精度平板上設置有內孔；轉軸設置在高精度平板的內孔中；含有十字絲的分劃板豎直設置在轉軸上并隨轉軸在高精度平板的內孔中進行自由轉動；內調焦望遠鏡與含有十字絲的分劃板同光軸設置。轉軸呈T型，T型轉軸包括水平段以及與水平段相連的豎直段；豎直段設置在高精度平板的內孔中；含有十字絲的分劃板豎直設置在T型轉軸的水平段上。T型豎直段與高精度平板內孔之間的間隙小于O. 01mm。含有十字絲的分劃板是單個分劃板或組合分劃板；含本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種實現偏軸非球面反射鏡光軸精確定位系統，其特征在于：所述系統包括自準直經緯儀、用于確定待定位非球面反射鏡曲率半徑中心位置的曲率半徑中心定位工裝、用于確定待定位非球面反射鏡頂點中心位置的頂點中心定位工裝、大口徑平面反射鏡、內調焦望遠鏡以及貼附在待定位非球面反射鏡背面的平板玻璃；所述自準直經緯儀、曲率半徑中心定位工裝、頂點中心定位工裝、大口徑平面反射鏡以及內調焦望遠鏡依次設置在同一光軸上。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：張學敏，魏儒義，侯曉華，李智勇，段嘉友，李華，
申請(專利權)人：中國科學院西安光學精密機械研究所，
類型：發明
國別省市：