[发明专利]一种含有中继镜组的折反式共孔径系统定心装调方法

说明书

本发明属于高成像质量光学系统精密装调技术领域，公开了一种含有中继镜组的折反式共孔径系统定心装调方法。本发明校正中继镜组装配位置误差的定心装调方法，通过建立共孔径系统定心装调基准，利用关键金工件的特征部位实现了基准的转换，整个定心装调过程均使用同一基准，保证了定心精度；各透镜组装入中继镜筒后光学间隔无需二次调校，且提出了多组片中继镜组定心过程中光轴的选定方法，保证了系统定心的正确性；利用色差传感器根据测量信号的变化轨迹解算主镜的偏心误差，从而实现对主镜定心装调，相较于现有的打表定心法、激光定心法、球心反射像法，大幅提高了主反射镜光轴的标定精度。

技术领域

本发明属于高成像质量光学系统精密装调技术领域，涉及一种含有中继镜组的折反式共孔径系统定心装调方法。

背景技术

多光谱共光路光学系统是多波段一体化集成式光电观瞄系统的核心组件，是实现观瞄系统远距离、高分辨力探测的关键。该类型光学系统通常由卡塞格林主、次镜系统与中继镜组构成折反式共孔径系统(望远无焦系统或具有一次像面的有焦系统)，如图1所示。此后通过分光镜进行光谱分光，使红外波段、电视波段各自成像。显而易见，由卡式系统与中继镜组构成的前端共孔径系统的装调质量是保证整个光学系统成像质量的关键。针对该系统的常规装调方法，主要是保证卡赛格林主、次镜系统中两个反射镜的光轴严格重合，使卡式系统的波像差符合设计要求。例如发明专利“一种R-C折反式系统光机装调方法”，专利号201510776913.7；发明专利“卡氏光学组件装调方法”，专利号201710447501.8；以及2011年9月于《激光与红外工程》发表的《小F数卡赛格林系统装调技术》论文等，均介绍了一些关于主、次镜系统的装调方法。

但在产品的实际装调过程中，申请人发现在保证主、次镜系统装调要求的基础上，装配集成中继镜组与后端红外、电视成像通道之后，各通道的成像质量与光轴指向仍与设计预期存在较大的偏差。通过分析，发现该问题主要由中继镜组的装配位置误差引起。由于中继镜组的焦距远小于卡式系统，其位置误差将使系统的光轴偏差产生成倍的放大，导致入射光以非主光线的轴外光形式进入后端传感器通道，从而引起成像质量的下降与光轴的偏离。上述专利、文献并未提出解决中继镜组装配位置误差的思路与方法。

2011年7月于《光电工程》发表的《卡赛格林红外光学系统装调技术研究》一文，提出了一种含有中继镜组的卡式系统装调方法，该方法与本发明的根本区别在于，论文中在主次镜系统焦面位置放置十字分划板，以十字分划像随转台转动的划圆情况来判断主次镜系统的光轴，在此基础上装配中继镜组，中继镜组以上下表面进行双面定心，该方法存在以下问题：

1.将引入十字分划板在主次镜焦面位置的定位误差，且焦点位置也并非是主次镜系统真正的光轴；

2.中继镜组通常为包含两片以上透镜的多镜组，该组件自身的偏心误差也是整个系统在装配集成后的误差源之一。在此基础上，中继镜组上、下两表面的球心像连线不能代表多镜组的最佳光轴，因此也并未真正校正中继镜组装配的位置误差。

另外，含有中继镜组的折反式共孔径系统在光学设计阶段有时也会采用整体优化的方式，此时主、次镜系统不再完善成像，也就无法在干涉仪上首先完成主、次镜系统的装调，对于该问题，目前尚未发现提出解决措施或方法的公开报道。

发明内容

(一)发明目的

本发明的目的是：解决目前针对含有中继镜组的折反式共孔径系统装调技术中存在的问题，为实现折反式共孔径系统的装调提供一种高精度、高效率的方法。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种含有中继镜组的折反式共孔径系统定心装调方法，其包括以下步骤：

步骤1：以主镜框端面与主镜安装内孔轴线为基准，对主镜进行定心装配，形成主镜组件，使主镜光轴与主镜框基准轴线同轴；