實現偏軸球面反射鏡曲率半徑中心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球面反射鏡曲率半徑中心精確定位系統及方法，該系統包括高精度平板、轉軸、含有十字絲的分劃板以及高精度顯微鏡；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；高精度顯微鏡與含有十字絲的分劃板同光軸設置。本發明專利技術提供了一種定位精度高、易于調整以及便于操作的實現偏軸球面反射鏡曲率半徑中心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，涉及一種反射鏡曲率半徑中心精確定位系統及方法，尤其涉及一種。
技術介紹
光學系統多樣化的發展，從傳統同軸光學系統發展到離軸光學系統，再到現在的偏軸光學系統。光學系統形式的日益復雜，使得裝調難度增大，對于偏光學系統，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，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。并且由于偏軸光學元件不具有光軸中心部分，因此利用傳統接觸式間隔測量的方法無法實現各反射鏡相對位置的精確定位，從而無法保證系統的 焦距及系統最終成像質量。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球面反射鏡的有效定位。
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、易于調整以及便于操作的。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球面反射鏡曲率半徑中心精確定位系統，其特殊之處在于所述實現偏軸球面反射鏡曲率半徑中心精確定位系統包括高精度平板、轉軸、含有十字絲的分劃板以及高精度顯微鏡；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；所述高精度顯微鏡景深小，可分辨出分劃板微小的移動量，分辨率優于O. 01mm，并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。上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。上述系統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。上述系統還包括分劃板框；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。上述系統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。一種基于上述的實現偏軸球面反射鏡曲率半徑中心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)采取旋轉找中心的方法調整含有十字絲的分劃板的十字絲與高精度平板內孔中心的位置，使二者高精度重合；所述高精度重合是分劃板中心與旋轉軸中心誤差小于O.Olmm ；2)根據自準直的原理調整球面反射鏡的位置，調整球面反射鏡的曲率半徑中心與權利要求1-8任一權利要求所述的定位系統的位置，使定位系統的含有十字絲的分劃板與球面反射鏡曲率半徑中心重合。 上述步驟I)的具體實現方式是I. I)調整高精度顯微鏡的位置，使高精度顯微鏡視場中心瞄準含有十字絲的分劃板的中心；I. 2)將含有十字絲的分劃板旋轉180°，通過自準直平行光管實現含有十字絲的分劃板180°精確旋轉，觀察含有十字絲的分劃板旋轉180°后其中心在顯微鏡中的變化量，X方向調整變化量的1/2，反復進行若干次后可調整使分劃板繞旋轉軸X方向的中心變化量小于O. Olmm ；I. 3)將含有十字絲的分劃板旋轉90°，調整高精度顯微鏡的位置，使高精度顯微鏡視場中心瞄準含有十字絲的分劃板的中心；I. 4)將含有十字絲的分劃板旋轉180°，通過自準直平行光管實現分劃板180°精確旋轉，觀察含有十字絲的分劃板旋轉180°后其中心在顯微鏡中的變化量，Y方向調整變化量的1/2，反復若干次后可調整使分劃板繞旋轉軸Y方向的中心變化量小于O. Olmm ；I. 5)經過多次反復調整保證X、Y方向旋轉180°分劃板中心變化量小于O. Olmm ；所述步驟2)的具體實現方式是2. I)利用內調焦望遠鏡或定中心儀，使分劃板十字絲中心成像在儀器視場中心；2. 2)照亮分劃板；2. 3)調整球面鏡的空間位置，使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；2. 4)調校自準像以及分劃板清楚，分劃板與自準像共面性小于O. 02mm。本專利技術的優點是本專利技術提供了一種，通過設計的曲率半徑中心定位輔助工裝以及自準直原理實現曲率半徑中心精確定位。為了能夠很好保證各球面反射鏡的曲率半徑中心位置，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球面反射鏡的曲率半徑中心設計位置二者是嚴格重合的，精度高達0.01mm。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，就可以找到各個偏軸球面反射鏡的可見球心，從而利用自準直原理，實現反射鏡中心的精確定位。本專利技術利用曲率半徑中心定位輔助工裝實現球面反射鏡的曲率半徑中心精確定位后，需根據自準直的原理調整球面反射鏡的位置，使得球面反射鏡的曲率半徑中心與定位輔助工裝確定的曲率半徑中心嚴格重合。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球面反射鏡曲率半徑中心重合，此時十字分劃板與其經過球面反射鏡所成的自準像是重合的。同時，本專利技術為了解決單片十字分劃板不能有效確定中心偏移量這一技術問題，采用由單個分劃板及同等大小的平板玻璃構成的組合分劃板，從而將十字絲放置在組合分劃板的中心，在旋轉180°后不存在光程差。本專利技術解決了現有技術中實現偏軸球面反射鏡曲率半徑中心定位精度低、調整過程復雜這一問題，具有定位精度高、易于調整等優點。附圖說明圖Ia是基于本專利技術所述的方法對凹球面鏡曲率半徑中心調整示意圖；圖Ib是基于本專利技術所述的方法對凸球面鏡曲率半徑中心調整示意圖；圖2是本專利技術所提供的曲率半徑中心定位輔助工裝的總體結構示意圖；圖3a是本專利技術所采用的平板的結構示意圖； 圖3b是圖3a的A-A向結構示意圖；圖3c是圖3a的B-B向結構示意圖；圖3d是圖3a的后視結構示意圖；圖4是本專利技術所采用的底座的結構示意圖；圖5a是本專利技術所采用的轉軸支架的結構示意圖；圖5b是圖5a的側視結構示意圖；圖6a是本專利技術所采用的連接板的結構示意圖；圖6b是圖6a的側視結構示意圖；圖7a是本專利技術所采用的分劃板框的結構示意圖；圖7b是圖7a的側視結構示意圖；圖8al是本專利技術所采用的單個分劃板的結構示意圖；圖8a2是圖8al的側視結構示意圖；圖8bl是本專利技術所采用的組合分劃板的結構示意圖；圖8b2是圖8bl的側視結構示意圖；其中I-高精度平板；2-底座；3_轉軸支架；4_連接板；5_分劃板框；6_高精度顯微鏡。具體實施例方式參見圖2，本專利技術提供了一種實現偏軸球面反射鏡曲率半徑中心精確定位系統包括高精度平板、轉軸、含有十字絲的分劃板以及高精度顯微鏡；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；高精度顯微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本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種實現偏軸球面反射鏡曲率半徑中心精確定位系統，其特征在于：所述系統包括高精度平板、轉軸、含有十字絲的分劃板以及高精度顯微鏡；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；所述高精度顯微鏡與含有十字絲的分劃板同光軸設置。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：張學敏，魏儒義，閆肅，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：