[发明专利]一种大口径凹非球面的定心系统和方法

权利要求书

1.一种凹非球面反射镜的定心方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)、依次摆放干涉仪、补偿器、被测反射镜，使得干涉仪、补偿器、被测反射镜光轴重合；

(2)、测算补偿器的光轴与被测反射镜的机械基准轴的夹角，即被测反射镜的光轴与机械基准轴的偏心角θ：

(2.1)、建立被测反射镜坐标系，所述被测反射镜坐标系的原点为被测反射镜端平面与被测反射镜的机械基准轴的交点，被测反射镜的机械基准轴为Z轴，端平面为XOY平面；

(2.2)、采用激光跟踪仪测量固定于补偿器上的至少三个靶球与补偿器光轴的位置关系，具体实现为：

(2.2.1)、将激光跟踪仪垂直放置在定心仪的转台上，激光跟踪仪的光轴与转台的转轴重合；

(2.2.2)、在转台的旋转平面上固定至少三个靶球；

(2.2.3)、采用激光跟踪仪测量步骤(2.1.2)中固定于转台上的至少三个靶球在激光跟踪仪坐标系下的坐标；

(2.2.4)、转动转台一定角度；

(2.2.5)、重复步骤(2.2.3)和步骤(2.2.4)，得到转台旋转一周，固定于转台上的至少三个靶球在激光跟踪仪坐标系下的M组坐标，所述M大于等于6次；

(2.2.6)、根据固定于转台上的至少三个靶球在激光跟踪仪坐标系下的M组坐标，拟合出转台转轴在激光跟踪仪坐标系下位置和方向；

(2.2.7)、采用激光跟踪仪测量固定于补偿器上的至少三个靶球在激光跟踪仪坐标系下的坐标；

(2.2.8)、转台转轴在激光跟踪仪坐标系下位置和方向，固定于补偿器上的至少三个靶球在激光跟踪仪坐标系下的坐标，转换成补偿器上的至少三个靶球与转台转轴的位置关系，即补偿器上的至少三个靶球与补偿器光轴的位置关系；

(2.3)、采用激光跟踪仪测量步骤(2.2)中固定于补偿器上的至少三个靶球在被测反射镜坐标系的位置；

(2.4)、根据固定于补偿器上的至少三个靶球在被测反射镜坐标系的位置以及靶球与补偿器光轴的位置关系，换算出补偿器光轴与被测反射镜结构坐标系Z轴的夹角，即补偿器的光轴与被测反射镜的机械基准轴的夹角；

(3)、计算被测反射镜的光轴与被测反射镜端平面的交点与坐标原点的距离，得到被测反射镜的光轴与机械基准轴的偏心线量a，完成凹非球面反射镜的定心。

2.根据权利要求1所述的一种凹非球面反射镜的定心方法，其特征在于所述步骤(1)的具体实现为：

(1.1)、采用干涉仪和补偿器测试被测反射镜面形数据，并拟合得到被测反射镜的离焦、球差、彗差；

(1.2)、不断调整干涉仪和补偿器的位置，重新测试被测反射镜面形数据，直到被测反射镜的离焦、球差、彗差的值分别小于各自的预设门限，此时，干涉仪、补偿器、被测反射镜光轴重合。

3.根据权利要求1所述的一种凹非球面反射镜的定心方法，其特征在于离焦、球差、彗差的门限分别为：0.002λ、0.001λ、0.005λ，λ为激光器光源的波长。

4.根据权利要求1所述的一种凹非球面反射镜的定心方法，其特征在于还包括如下步骤：

将被测反射镜绕其机械基准轴旋转预设的一定角度，得到N组被测反射镜的光轴与机械基准轴的偏心角θ和偏心线量a，再对N组被测反射镜的光轴与机械基准轴的偏心角θ和偏心线量a分别进行平均，得到最终的被测反射镜的光轴与机械基准轴的偏心角θ和偏心线量a，完成凹非球面反射镜的定心。

5.根据权利要求1所述的一种凹非球面反射镜的定心方法，其特征在于所述补偿器的光轴偏小于1″。