[发明专利]一种基于偏振分光的反射望远镜光轴监测的光校装置

权利要求书

1.一种基于偏振分光的反射望远镜光轴监测的光校装置，包括光纤光源(1)，准直透镜(2)，分光棱镜(3)，偏振分光棱镜(4)，一号平行平板(5)，四分之一波片(6)，角锥棱镜(7)，二号平行平板(8)，汇聚透镜(9)，探测器(10)，其特征在于：

所述的光纤光源(1)的光纤出射点位于准直透镜(2)的焦面上，由准直透镜(2)准直的平行光经过分光棱镜(3)到达偏振分光棱镜(4)，被分为线偏振P光和S光两束测试光：

第一束测试光是透射偏振分光棱镜(4)产生的线偏振P光，经过四分之一波片(6)，变为圆偏振光，再经过角锥棱镜(7)后原路返回，第二次经过四分之一波片(6)，变为线偏振S光，到达偏振分光棱镜(4)中45°的分光面，线偏振S光呈与原光轴90°夹角方向出射，透射经过二号平行平板(8),到达光校望远镜系统的光轴基准棱镜上，整体调节本光校装置的方位，使得光束的方向与被光校望远镜系统的基准棱镜法线共线，原路返回，经过偏振分光棱镜(4)反射，第三次经过四分之一波片(6)，变为圆偏振光，再经过角锥棱镜(7)后原路返回，第四次经过四分之一波片(6)，变为线偏振P光，透射经过偏振分光棱镜(4)，经过分光棱镜(3)反射到达汇聚透镜(9)，成像到探测器(10)上，记录探测器上光斑质心(x₁,y₁)；

第二束测试光是偏振分光棱镜PBS(4)中45°的分光面反射产生的线偏振S光，线偏振S光呈与原光轴90°夹角方向出射，透射经过一号平行平板(5)，到达辅助光校的大口径标准平面镜上，调节辅助光校的大口径标准平面镜，使之法线与光束方向共线，原路返回，经过偏振分光棱镜(4)反射，经过分光棱镜(3)反射到达汇聚透镜(9)，成像到探测器(10)上,记录探测器上光斑质心(x₂,y₂)；

另外，第一束测试光在入射到二号平行平板(8)时，分为两束，透射为上面说明的第一束测试光，反射的是参考光束一，后面传播的路径和第一束测试光一致。第二束测试光入射到一号平行平板(5)时，分为两束，透射为上面说明的第二束测试光，反射的是参考光束二，后面传播路径和第二束测试光一致。第一束测试光和第二束测试光在探测器上是重合的，是探测器自身光校的结果，其光斑质心为(x₀,y₀)。汇聚透镜(9)的焦距为f'，则可以得到被光校望远镜系统的光轴与辅助的大口径标准平面镜法线两维的夹角，θ_x为水平方向的偏角，θ_y为俯仰方向的偏角：

当被光校望远镜系统的光轴与辅助的大口径标准平面镜的法线共线时，θ_x＝0，θ_y＝0。

2.根据权利要求1所述的一种基于偏振分光的反射望远镜光轴监测的光校装置，其特征在于：光纤光源(1)为单模光纤输出，波长为633nm。

3.根据权利要求1所述的一种基于偏振分光的反射望远镜光轴监测的光校装置，其特征在于：所述的一号平行平板(5)，二号平行平板(8)为透射石英材料，前后两面的平行度优于3秒，透射波前RMS值优于1/15波长@633nm，靠近偏振分光棱镜PBS(4)一侧的平面镀反射膜，其反射率30％@633nm，另外一面镀增透膜，98％@633nm。

4.根据权利要求1所述的一种基于偏振分光的反射望远镜光轴监测的光校装置，其特征在于：所述的角锥棱镜(7)的材料为石英，入射与出射光线角度偏差优于3秒。

5.根据权利要求1所述的一种基于偏振分光的反射望远镜光轴监测的光校装置，其特征在于：所述的探测器(10)为2048*2048像素，像元尺寸为3.45um×3.45um的商用CMOS探测器。