[发明专利]计算全息多点瞬时定位多自由度成像光学系统光校技术

权利要求书

1.一种计算全息多点瞬时定位多自由度成像光学系统光校方法，包括装校光路的设计、搭建、光学系统的粗调和精调，其特征在于：

所述的装校光路的设计分以下几步：

1）借助待装校光学系统的结构模装图，明确待装校光学系统的结构特点，寻找一个角度，使得装校光路的光源可以同时看到待装校光学系统中所有或部分待装校的光学元件及机械零部件局部或全部；

2）在装校的光学元件及机械零部件上，装校光路的光源可见的部位设计基准，该基准可以是点、空间曲线或者其他复杂空间图形等，在加工检测过程中，将该基准刻或者标示在光学元件和机械零部件上，基准的加工制作或标示的精度由待装校光学系统的粗调公差决定；

3）依照2）中设计的基准，设计装校光路，装校光路包括光源和计算全息板，其中，计算全息板设计多个图案区域，每个图案区域具有不同的功能，分别对应待装校的光学元件及机械零部件的基准‘标记’像和光源定位，当光源入射到光源定位图案上，衍射沿原光路返回，与干涉仪中的参考光干涉，用以光源与计算全息板之间的定位，当光源入射到基准‘标记’像图案上，衍射成像，且与2）中设计的基准对应，成为其空间的‘标记’像，用以定位待装校光学元件及机械零件；

所述装校光路的搭建方法为：装校光路的光源采用干涉仪光源，使干涉仪光源入射并覆盖计算全息板，调整干涉仪和计算全息板的位置，令入射至光源定位图案的光束衍射沿原光路返回，与干涉仪中的参考光干涉，当干涉图案0条纹，且入射到基准‘标记’像图案的光束衍射成‘标记’像时，装校光路调整完毕；

所述的光学系统粗调为：待装校光路的搭建完毕后，将待装校光学的光学元件和机械零部件的基准与装校光路产生的‘标记’像对准，从而使待装校光学系统产生干涉图；

所述的光学系统精调为，当待装校光学系统产生干涉图时，利用计算机辅助像差解耦技术，从干涉图中解调出待装校光学系统失调量，并进行调节，从而使得待装校光学系统到达预期像质，从而完成成像光学系统的装校。

2.根据权利要求1所述的一种计算全息多点瞬时定位多自由度成像光学系统光校方法，其特征在于:所述的计算全息板图案的设计方法如下：根据光源类型、光源与全息板的相对位置、全息板与待校光学系统的‘立体图’的相对位置、以及‘立体图’中的‘标记’像与光机结构基准的对应关系，优化设计计算全息图案。为了光源与计算全息板之间的定位，计算全息板上的光源定位图案，以光源入射至光源定位图案，衍射沿原光路返回，与干涉仪中的参考光干涉，产生0条纹干涉图案为设计标准；光源经计算全息板上的基准‘标记’像图案，衍射产生的‘标记’像的线形精度和位置精度由待装校光学系统的粗调公差决定。

3.根据权利要求1所述的一种计算全息多点瞬时定位多自由度成像光学系统光校方法，其特征在于：所述的光学元件和机械零部件的基准与装校光路产生的‘标记’像对应，其对应关系包括空间位置和形状特征，光机基准和‘标记’像，根据需要，可以是点、线、十字叉丝、环或多边形空间图形。

4.根据权利要求1所述的一种计算全息多点瞬时定位多自由度成像光学系统光校方法，其特征在于：装校光路采用的所述的干涉仪光源发出的光束是平面波光束或者是球面波光束。