[发明专利]卡塞格林光学系统主次反射镜的装调方法

说明书

卡塞格林光学系统主次反射镜的装调方法，属于光学装调技术，尤其涉及一种卡塞格林光学系统主次镜的装调方法。本发明方法，包括对主反射镜的装调、次反射镜装调，以及主次反射镜间隔装调步骤。本发明的技术，一方面通过对次反射镜设计一个工艺球面，将对次反射镜的定心装调转化为对透镜的定心装调，从而避开了中心偏测量仪工作原理的局限性，使之适用于非球面反射镜的高精度装调。另一方面利用中心偏测量仪非接触式测量功能对主次反射镜的间隔进行精确测量。普遍适用于可见光、红外等各波段光学系统，装调效率较高。

技术领域

本发明属于光学装调技术，尤其涉及一种卡塞格林光学系统主次镜的装调方法。

背景技术

卡塞格林光学系统具有可实现大口径、长焦距、宽谱段、易于轻量化、温度适应性强等优点，被广泛的应用于航空航天、军事等领域。卡塞格林光学系统包含两个反射镜，主镜为凹的非球面，次镜为凸的非球面，两个反射镜轴心排列在光轴上，主镜的镜面中心开孔，可以让光线通过。卡塞格林光学系统主次镜的装调质量会极大地影响整个系统的成像质量。因此，卡塞格林光学系统的主次镜装调技术是光学领域的研究热点之一。

目前，国内外对卡塞格林系统的装调主要通过以下方法实现：准直仪装调方法、定心车削装调方法、利用三坐标测量仪进行定心装调的方法、计算机辅助装调的方法、干涉仪装调方法、中心偏测量仪定心装调方法等。其中，中心偏测量仪由于测量精度高，装调效率高，是较为常见的装调设备，但由于中心偏测量仪只能测量球面对应的球心偏差，而无法测量非球面的光轴偏差，因此在光学件、结构件误差累积的情况下，装调精度受到限制，往往难以满足高精度卡塞格林系统的装调精度要求。

发明内容

本发明的目的是克服中心偏测量仪只能测量球面的局限性，提供一种高精度卡塞格林光学系统主次反射镜的装调方法。

本发明卡塞格林光学系统主次反射镜的装调方法，包括对主反射镜的装调、次反射镜装调，以及主次反射镜间隔装调，其特征在于，在次反射镜上需设计一个工艺球面；其中，

主反射镜的装调包括以下步骤：

S1：对主反射镜进行调平，在主反射镜正上方放置一平行平晶，通过调节工作台的倾斜使平行平晶与工作台的旋转参考轴垂直；

S2：对主反射镜进行定心，撤去平行平晶，选择合适的附加物镜，测量主反射镜面的曲率中心相对旋转参考轴的偏离量，通过调节工作台的平移将曲率中心的偏离量控制到装调精度要求内；

主次反射镜间隔装调包括以下步骤：

S1：次反射镜通过支撑架居中放置在相应安装面上；

S2：将测量工装与上光路测量头相连接，调节测量工装的高度，使其停在距工艺球面上方50mm处，显示工艺球面上的反射像，调节聚焦使该像清晰且最细，将此时测量工装高度标记为h，h=0；

S3：撤去次反射镜及支撑架，在主反射镜正上方放置一平行平晶，降低测量工装的高度，使其停在距平行平晶上方50mm处，显示平行平晶反射像，调节使该像清晰且最细，此刻工装高度为H，则次反射镜下表面到主反射镜边缘的间隔为H+D-E，D为平行平晶厚度，E为次反射镜中心厚度；

S4：查看上述间隔是否满足要求，满足则装调合格，若不满足要求，则在支撑架与主反射镜间的垫片来使装调间隔，使其满足要求；

次反射镜装调包括以下步骤：

S1：设置上下两个测量头，分别选择焦距合适的附加物镜，并分别测量次反射镜上下两个表面对应的曲率中心O₁和O₂相对旋转参考轴的偏离量；

S2：对次反射镜的位置进行调节，直至次反射镜上下两个表面对应的曲率中心O₁和O₂相对旋转参考轴的偏离量满足装调精度的要求；