[发明专利]非成像系统的光轴一致性校准和裂像定焦装调装置及方法

说明书

非成像系统的光轴一致性校准及裂像定焦装调装置及方法，为了解决现有技术无法应用于高精度非成像光学系统的光轴一致性校准问题，该装置由衰减系统、望远系统、四分之一波片、偏振分光棱镜、起偏器、离轴全反射式光纤准直镜、FC光纤接口、宽光谱照明光源、全介质干涉滤光片、一次成像物镜、裂像抽插装置、平行平板、裂像对焦屏、二次成像镜组、近红外探测器和数据处理系统构成；大口径望远系统与光路设置保证了该发明装置与待测设备姿态不变；近红外探测器保证测量背景的一致性；在此基础之上所设置的宽光谱照明光源经由该发明装置可出射全口径平行光，对于在该发明装置口径之内的非成像光学系统的光轴一致性测量与装调均适用。

技术领域

本发明属于光学检测领域，具体涉及非成像系统的光轴一致性校准及裂像定焦装调装置及方法。

背景技术

随着光学传感技术的发展，当前尖端的光电设备越来越趋于复杂化，一般大型光电设备往往由多个光学子系统组成。而设备整体基本是对同一目标进行测量，因此保证设备各系统光轴的一致性，以及探测器安装于最佳成像面是光电设备正常运行的前提。对于远距离激光测距系统、激光雷达系统以及空间光通信系统等非成像光学系统，接收端利用的都是APD等非成像光电探测器，无图像处理能力，无法实现光斑位置判定和对准功能，因此难以实现光轴一致性校准。目前对于此类光学系统的光轴一致性装调，一般的检测方法都需要检测装置以一定规律或步长进行多次的位置调节，通过探测器的能量响应，来实现光轴范围的确定，分析多组数据算出某一成像点的具体位置，最终得出接收轴与瞄准轴的光轴偏差。因此误差来源增加致使的精度降低和检测过程复杂是目前亟待解决的问题。

中国专利公开号：“CN108508432A”，专利名称为“一种便捷式光轴检测仪及方法”，该发明对于激光测距机的发射轴、接收轴、可见光轴的检测步骤如下，一、可见光轴与检测仪对准，二、发射轴发射的光被检测仪CCD探测器接收。三、模拟光源照射接收端APD探测器，其反射光被检测仪CCD探测器接收。处理光斑数据，得出光轴平行性偏差。该发明在待测的激光测距机内部安装有模拟光源，增加了改装待测设备的步骤，检测过程复杂。该装置的模拟光源为1064nm的激光二极管，光源具有较高的时间相干性和空间相干性。而APD探测器上有一层保护玻璃，保护玻璃的前后表面会产生干涉条纹，影响CCD对APD像位置的判读。该检测装置为短焦距，小口径系统，另外采用了斜方棱镜，受加工精度的限制，会进一步降低测量精度。因此，该发明无法用于高精度非成像光学系统的光轴一致性检测。

对于离焦量检测，目前常用的有针孔法、像散法、傅科刀口法和临界角法等等。其中能定量检测离焦量的方法都需要搭建复杂的测试光路，调整困难，不适用于产品的在线精确测量。现有技术的方法也无法与平行度检测设备融合，不能实现平行度量与沿轴量的同时检测。

发明内容

本发明为了解决现有技术无法应用于高精度非成像光学系统的光轴一致性校准问题，提出一种非成像光学系统的光轴一致性校准和裂像定焦装调装置及方法。同时本发明可以实现光学设备离焦量的精确在线测量。

本发明的技术方案是：