[发明专利]一种空间外差干涉仪中光栅胶合的装调机构

说明书

技术领域

本发明涉及一种空间外差干涉仪中光栅胶合的装调机构，特别涉及能够调整两臂光栅刻线相对倾角的装置和实时检测装调图像效果的方法。

背景技术

空间外差干涉仪能在较短的光谱范围内获得极高的光谱分辨率，系统设有前置准直系统、干涉仪系统、成像系统以及探测器系统四大部分；前置准直和成像系统的镜筒安装和定位方式已经非常成熟，因此，系统难点在于对核心部件干涉仪主体各分离光学元件进行准确定位。

现有的桌面光学系统搭建在抗震光学平台上，且光栅、分束器、扩视场棱镜等光学元件均采用多维调整台或光学夹具安装于光学导轨上。由于调节机构多，且这一系统对各器件的调整精度要求很高，需要达到秒级，所以装调的过程难度非常大。这样的系统也易受到实验室环境的影响，如振动、杂散光等都会对干涉结果造成不同程度的干扰，较难获得高质量的干涉图。显然，这样的分离元件方案难以在实验室以外的测量环境中进行应用。美国最早的SHIMMER系统采用这一方案，但是在实际使用中也是发现装调困难，系统也容易受环境影响，因此，以上方案的系统难以在机载或星载等平台上的应用。

对于集成的一体化胶合干涉仪系统而言，传统方法主要依赖于各光学元件自身的加工精度和装配经验，没有相应的装调机构，系统精度难以控制，同时为了探测信息的实时和准确性，也需要能够实时地检测干涉图像。例如中国专利号CN200710018571.8，公开日2008年02月13日，名称为“横向剪切干涉仪的胶合检测方法”的专利，该发明涉及一种横向剪切干涉仪的胶合检测方法，是将平行光照在待胶合横向剪切干涉仪上，微量移动两棱镜的位置，使数码相机接受待胶合干涉仪出射端的实际条纹数与理论计算相一致。另外，该发明的装置具有：激光器、散射板、平行光管、精密调整平台的高精度光学平板以及数码相机接收器。该技术方案解决了胶合过程中装调效果的实时检测，但其不足在于：所提供的方法局限于横向剪切干涉仪内两个五角棱镜的胶合检测，不适用于空间外差干涉仪光栅胶合过程的检测，同时不能补偿由于两臂待胶合光栅之前各光学元件加工精度引起的角度累积误差；激光器波长的不稳定性很容易引入判断误差；两棱镜放置在同一个具有六自由度调整的光学平台上，两棱镜调整过程中互相干涉。

发明内容

为解决现有空间外差干涉仪主体各分离光学元件定位精度难以控制，且性能易受环境影响的问题，本发明提供一种操作方便，可靠性强、可实时监测干涉效果的空间外差干涉仪中光栅胶合的装调机构。

本发明解决技术问题采用如下技术方案：

本发明空间外差干涉仪中光栅胶合的装调机构，在干涉仪基板上，由分束器、呈两路设置的光楔隔片、扩视场棱镜和光栅隔片构成的呈“L”形、具有X臂和Y臂两个臂端的集成干涉体前置单元，其特征是在底板上，处于所述集成干涉体前置单元的两个臂端位置处分别设置装调结构，所述装调结构由二维调整机构和角度调整机构构成；

所述二维调整机构由固定板、调节板、对角螺栓和拉簧构成；其中，固定板固定设置在底板上，调节板与固定板通过对角螺栓相连，对角螺栓和拉簧设置在固定板和调节板之间，调节对角螺栓可使调节板将所在臂端的光栅的刻划面贴靠在与其相邻的光栅隔片上；

所述角度调整机构是在光栅的顶面、偏离中心位置上设置压板，所述压板与光栅的顶面为线接触，并以其接触位置为光栅调节过程中的转动轴线；在所述光栅的底面、与所述压板相反方向的偏离中心位置上，设置处在纵向导套中的滚珠，调整螺钉以其前端楔形面为滚珠的底部支撑面，调整螺钉的不同的推进位置对应于滚珠对光栅的不同的支撑高度；

设置由均匀光源，处于输出光轴上的成像镜头、CCD光电接收器件以及显示器构成的监测系统；由均匀光源的出射光线经干涉仪产生的干涉图像经成像镜头、CCD光电接收器件，在显示器中获得监测图像。

本发明空间外差干涉仪中光栅胶合的装调机构的结构特点也在于：

在所述滚珠与作为其底部支撑面的调整螺钉的前端楔形面之间，设置可保持相互间磁性吸力的铁磁结构。

所述均匀光源为包含于空间外差干涉仪的光谱范围内的连续光谱工作波段的光源，在连续光谱波段的光源出射端加装有滤光片。

本发明与现有的技术相比的有益效果是：

1、本发明采用二维调整机构将光栅分别压靠在集成干涉体前置单元两臂的光栅隔片上，通过一定光胶厚度可对各前置光学元件加工和装配精度在光栅处引起的角度误差进行补偿；利用角度调整、与调整螺钉相匹配的磁性球、线接触压紧机构来调整两臂光栅刻线的相对偏角，调节过程操作方便，具有可回复性、可控制性。