[发明专利]一种可实现离轴反射镜高低点位置精确测量的系统及方法

说明书

本发明属于光学检测领域，尤其涉及一种可实现离轴抛物面反射镜高低点精确标定的系统及方法。本发明解决了离轴反射镜在加工过程中以及装调过程中难以精确标定高低点位置的问题。本发明可精确标定离轴抛物面反射镜高低点位置的系统，包括平台、激光干涉仪、平面反射镜、第一经纬仪、第二经纬仪和第三经纬仪；激光干涉仪、平面反射镜、第一经纬仪、第二经纬仪和第三经纬仪均设置在平台上；第一经纬仪和第三经纬仪位于平台的两侧，第一经纬仪的光轴和第三经纬仪的光轴均与大地水平，且二者处于同一直线上；平面反射镜、第二经纬仪和待测的离轴抛物面反射镜均位于平台的中部，且均位于第一经纬仪和第二经纬仪连线的一侧。

技术领域

本发明属于光学检测领域，尤其涉及一种可实现离轴抛物面反射镜高低点精确标定的系统及方法。

背景技术

随着航天、航空事业的不断发展，离轴多反射式光学系统以其传递函数高、无中心遮拦以及大视场的优点得到了广泛应用。对于离轴多反射光学系统，由于离轴反射镜中心光轴缺失，因此无法设计中心光轴的指向工装，使得系统穿心带来困难，系统同轴精度难以保证，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，还包括离轴反射镜在弧矢平面的高低点位置。高点为离轴反射镜弧矢平面内距离光轴最远的点，低点为离轴反射镜弧矢平面内距离光轴最近的点。主反射镜高低点位置的标定偏差直接引起系统整体装调基准的偏差，系统光路偏离理论设计光路位置，使得后续元件装调误差较大，甚至出现整个系统装调不可实现的情况。离轴光学系统的离轴反射镜面形通常为抛物面，离轴反射镜在加工过程中以及装调过程中如何实现其高低点位置的精确标定，对于整个离轴光学系统的装调是极其重要的。

发明内容

为了解决背景技术中存在的离轴反射镜在加工过程中以及装调过程中难以精确标定高低点位置的问题，本发明提供了一种可精确标定离轴抛物面反射镜高低点位置的系统，该系统结构简单，运用此系统可提高离轴抛物面高低点标定精度。

本发明解决上述问题的技术方案是，一种可精确标定离轴抛物面反射镜高低点位置的系统，其特殊之处在于：包括平台、激光干涉仪、平面反射镜、第一经纬仪、第二经纬仪和第三经纬仪；激光干涉仪、平面反射镜、第一经纬仪、第二经纬仪和第三经纬仪均设置在平台上；

所述平台水平放置；

所述第一经纬仪和第三经纬仪位于平台的两侧，第一经纬仪的光轴和第三经纬仪的光轴均与大地水平，且二者处于同一直线上；

平面反射镜、第二经纬仪和待测的离轴抛物面反射镜均位于平台的中部，且均位于第一经纬仪和第二经纬仪连线的一侧，待测的离轴抛物面反射镜位于平面反射镜的右侧，第二经纬仪位于待测的离轴抛物面反射镜之后；平面反射镜的光轴与第一经纬仪的光轴平行；第二经纬仪的光轴与第一经纬仪的光轴处于同一水平面；离轴抛物面反射镜的中心到第一经纬仪的光轴的距离等于离轴抛物面反射镜离轴量，且离轴抛物面反射镜的光轴与第二经纬仪的光轴平行；

激光干涉仪位于平台的中部，且位于第一经纬仪和第二经纬仪连线的另一侧；

激光干涉仪出射的平行光入射在离轴抛物面反射镜的中心后，反射到平面反射镜上，再经平面反射镜反射后沿原路返回到激光干涉仪。进一步地，上述平台为光学隔振平台。

进一步地，上述激光干涉仪为4d动态激光干涉仪。

另外，本发明还提出一种针对上述可实现离轴抛物面反射镜高低点精确测量系统的测量方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：

1)设定基准光轴

第一经纬仪与第三经纬仪分别调整至与大地水平，其视场中心高度与离轴抛物面反射镜弧矢面上高低点位置等高；调整第一经纬仪与第三经纬仪的相对位置，使得相互自准直穿心，第一经纬仪与第三经纬仪所确定的光轴即为基准光轴；

2)确定平面反射镜的姿态