[发明专利]可实现离轴反射镜离轴参数精确测量的系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于光学检测领域，涉及一种可实现离轴反射镜离轴参数精确测量的系统及方法，尤其涉及一种可实现离轴反射镜离轴量及离轴角精确测量的系统及方法。

背景技术

随着航天、航空事业的不断发展，光学系统形式从传统的同轴系统向离轴多反射式光学系统发展。对于离轴多反射光学系统，由于离轴反射镜中心光轴部分缺失，给系统穿心带来困难，造成系统同轴度降低，像质较难达到设计要求。离轴反射镜的离轴参数包括离轴量和离轴角，离轴量为离轴反射镜中心到理论光轴的距离，离轴角为离轴反射镜实际光轴与理论光轴的夹角。如果已知离轴反射镜的离轴量以及离轴角，通过机械精确定位的方式实现反射镜的初始定位，定位精度分别约为0.05mm、5”；初定位完成后采用计算机辅助装调即可实现反射镜的精确定位。但是离轴量在加工过程中的测量精度为mm量级，离轴角的测量精度约为30”，使得初始定位精度太低，不能满足使用计算机辅助装调进行精确定位的条件，从而难以实现反射镜的精确定位。因此，精确测量离轴反射镜的离轴量以及离轴角对于离轴反射镜的装配是十分必要的。

发明内容

为了解决背景技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种测量精度高的可实现离轴反射镜离轴参数精确测量的系统及方法。

本发明的技术解决方案是：本发明提供了一种可实现离轴反射镜离轴参数精确测量的系统，其特殊之处在于：所述系统包括直角弯板、基准轴形成部件以及测微光管；待测离轴反射镜以及所述基准轴形成部件分别设置在直角弯板的两个直角边上；待测离轴反射镜设置在测微光管的出射光路上并在直角弯板上沿直角边进行自如上下移动；所述基准轴形成部件设置在经待测离轴反射镜的反射光路上。

上述待测离轴反射镜的背面设置有第三十字分划板目标；所述测微光管、第三十字分划板目标在同一光路上；所述测微光管与第三十字分划板目标所形成的光路与待测离轴反射镜背面所在的平面垂直。

上述基准轴形成部件包括依次设置在同一光轴上的第一十字分划板目标、第二十字分划板目标以及内调焦望远镜；所述第一十字分划板目标、第二十字分划板目标以及内调焦望远镜所处的光轴形成基准轴；所述第二十字分划板目标设置在经待测离轴反射镜的反射光路上。

上述可实现离轴反射镜离轴参数精确测量的系统还包括设置在直角弯板上的直线导轨；待测离轴反射镜通过直线导轨设置在直角弯板的直角边上并在直线导轨上沿直角弯板的直角边进行自如上下移动。

上述直角弯板是高精度90°直角弯板；所述直线导轨是高精度直线导轨。

一种基于如上所述的可实现离轴反射镜离轴参数精确测量的系统的方法，其特殊之处在于：所述方法包括以下步骤：

1）建立待测离轴反射镜的基准轴；在直角弯板上安装第一十字分划板目标以及第二十字分划板目标；所述第一十字分划板目标以及第二十字分划板目标处于同一光轴上；所述光轴是待测离轴反射镜的基准轴；

2）建立待测离轴反射镜的指向光轴；将待测离轴反射镜安装在高精度直线导轨上，待测离轴反射镜的背面贴第三十字分划板目标，第三十字分划板目标的光轴与待测离轴反射镜的背面相垂直，所述第三十字分划板目标的光轴形成待测离轴反射镜的指向光轴；

3）调节测微光管，使测微光管与待测离轴反射镜的指向光轴自准直，同时将此时的测微光管读数设置为零；

4）调节第二十字分划板目标，使第二十字分划板目标距离待测离轴反射镜中心距离是R，所述R是待测离轴反射镜中心环带的半径值；

5）将待测离轴反射镜向远离基准轴的方向平移距离x，移动内调焦望远镜找到第二十字分划板目标经过待测离轴反射镜的反射像，测出此时内调焦望远镜的移动量y；

6）根据公式y=2（x+Rsinα）以及y=2（x-Rsinα）计算得到待测离轴反射镜的指向光轴与基准轴的夹角α；

7）将离轴反射镜旋转α角，调节测微光管并使测微光管与待测离轴反射镜的指向光轴自准直；

8）读取此时测微光管的读数值，此数值即为离轴角的差值；

9）在精度直线导轨上平移待测离轴反射镜的位置，使得第二十字分划板目标经过待测离轴反射镜反射后沿原路返回，即在内调焦望远镜的视场中能同时观察到第二十字分划板目标以及第二十字分划板目标经过离轴反射镜反射的像，测量此时基准轴距离轴反射镜端面的距离d₁；

10）待测离轴反射镜的实际离轴量d=d₁+D/2，所述D是离轴反射镜口径；所述离轴反射镜的光轴与反射镜背面十字分划板夹角为α。

本发明的优点是：