[发明专利]离轴抛物面镜关键参数的标定系统及方法有效
申请号: | 201510375028.8 | 申请日: | 2015-06-30 |
公开(公告)号: | CN104964648B | 公开(公告)日: | 2017-07-28 |
发明(设计)人: | 付兴;刘军鹏;张志军;安晓联 | 申请(专利权)人: | 中国科学院西安光学精密机械研究所 |
主分类号: | G01B11/02 | 分类号: | G01B11/02;G01B11/26 |
代理公司: | 西安智邦专利商标代理有限公司61211 | 代理人: | 张倩 |
地址: | 710119 陕西省西*** | 国省代码: | 陕西;61 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 抛物面镜 关键 参数 标定 系统 方法 | ||
1.离轴抛物面镜的关键参数标定系统,其特征在于:包括第一光路、第二光路、第三光路、第四光路以及第五光路;
所述第一光路包括激光干涉仪(10)、平面反射镜(7)、基准十字靶标(5)和离轴抛物面镜(6),所述激光干涉仪(10)发出的汇聚光束焦点与离轴抛物面镜(6)焦点完全重合,所述激光干涉仪(10)发出的光束经过离轴抛物面镜(6)反射后垂直入射在平面反射镜(7)上并沿原路返回;所述基准十字靶标(5)放置在激光干涉仪(10)汇聚光束焦点和离轴抛物面镜(6)的原光轴的交汇处,基准十字靶标(5)与激光干涉仪(10)对猫眼;
所述第二光路的结构为:在第一光路的基础上架设第一经纬仪(1),第一经纬仪(1)与平面反射镜(7)自准直,并与基准十字靶标(5)穿心;
所述第三光路的结构为:将第二光路中的平面反射镜(7)移除,并架设第四经纬仪(4)和带光栅尺(11)的导轨(12),第四经纬仪(4)与第一经纬仪(1)打对镜,保证第四经纬仪(4)与第一经纬仪(1)的光轴垂直;带光栅尺(11)的导轨(12)与第一经纬仪(1)的光轴垂直;导轨(12)的滑块端面上粘贴一块小平面反射镜(13),用第四经纬仪(4)监视小平面反射镜(13)的自准直反射像的运动轨迹来调整导轨(12)的位置,直至通过第四经纬仪(4)观察小平面反射镜(13)的自准直反射像的偏移量为零,固定导轨(12)的位置;
第四光路的结构为:移除第三光路中小平面反射镜(13),并在滑块上架设第二经纬仪(2),使得第二经纬仪(2)与激光干涉仪(10)发出经离轴抛物面镜(6)反射后的平行光束自准直并与离轴抛物面镜(6)的中心和基准十字靶标(5)穿心;
第五光路的结构为:移除第四光路中的激光干涉仪(10),并在原位置放置第三经纬仪(3),第三经纬仪(3)通过基准十字靶标(5)和离轴抛物面镜(6)与第二经纬仪(2)自准穿心。
2.根据权利要求1所述的离轴抛物面镜的关键参数标定系统,其特征在于:所述小平面反射镜(13)的平行度为2″。
3.离轴抛物面镜的关键参数标定方法,其特征在于:包括以下步骤:
1】搭建第一光路:
所述第一光路包括激光干涉仪(10)、平面反射镜(7)、基准十字靶标(5)和离轴抛物面镜(6),所述激光干涉仪(10)发出的汇聚光束焦点与离轴抛物面镜(6)焦点完全重合,所述激光干涉仪(10)发出的光束经过离轴抛物面镜(6)反射后垂直入射在平面反射镜上并沿原路返回;所述基准十字靶(5)放置在激光干涉仪(10)汇聚光束焦点和离轴抛物面镜的原光轴的交汇处,基准十字靶标(5)与激光干涉仪(10)对猫眼;
2】架设第一经纬仪(1)与平面反射镜(7)自准直,并与基准十字靶标(5)穿心,保证第一经纬仪(1)光轴和离轴抛物面镜(6)原光轴重合,即第一经纬仪(1)光轴代表原光轴;
3】利用激光干涉仪软件标示出离轴抛物面镜的中心A并移除平面反射镜;
4】架设第第四经纬仪(4)和带光栅尺的导轨,并使第四经纬仪与第一经纬仪(1)打对镜,保证第四经纬仪(4)与第一经纬仪(1)的光轴垂直;
5】调整带光栅尺的导轨,使得带光栅尺的导轨与第一经纬仪(1)的光轴垂直即带光栅尺的导轨与第四经纬仪(4)的光轴平行:
在导轨的滑块端面上粘贴一块小平面反射镜并前后移动滑块,用第四经纬仪(4)监视小平面反射镜的自准直反射像的运动轨迹来调整导轨的位置,直至通过第四经纬仪(4)观察小平面反射镜的自准直反射像的偏移量为零,固定导轨的位置,此时带光栅尺的导轨与第一经纬仪(1)的光轴垂直即带光栅尺的导轨与第四经纬仪(4)的光轴平行;
6】移除小平面反射镜,在滑块上架设第二经纬仪(2)并前后移动滑块,使得第二经纬仪(2)与激光干涉仪发出经离轴抛物面镜反射后的平行光束自准直并与离轴抛物面镜的中心A和基准十字靶标穿心,保证第二经纬仪(2)的光轴与离轴抛物面镜的光轴重合,即第二经纬仪(2)的光轴代表离轴抛物面镜的光轴;
7】移除激光干涉仪,在原位置放置第三经纬仪(3),第三经纬仪(3)通过基准十字靶标和离轴抛物面镜与第二经纬仪(2)自准穿心,保证第三经纬仪(3)与激光干涉仪的光轴重合,也就是与第二经纬仪(2)光轴重合,也就代表了离轴抛物面镜的光轴;此时第二经纬仪(2)与第三经纬仪(3)打对镜,能够测量离轴抛物面镜的离轴角2Φ;
8】首先在带光栅尺的导轨上将第二经纬仪(2)所在位置标记为零点,然后移动第二经纬仪(2),直到第二经纬仪(2)和第一经纬仪(1)自准直并穿心,此时记录第二经纬仪(2)在光栅尺上移动的距离即为离轴抛物面镜的离轴量h;
9】得到了离轴抛物面镜的离轴量h和离轴角2Φ,通过公式计算即可获得其焦距f:
式中s为A点的矢高。
4.根据权利要求3所述的离轴抛物面镜的关键参数标定方法,其特征在于:所述小平面反射镜的平行度为2″。
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