[发明专利]一种检测和调整球面反射镜共球心的方法和装置

说明书

本发明涉及一种检测和调整球面反射镜共球心的方法和装置，点光源经准直透镜成为平行光，被偏振分光棱镜分成两束振动方向垂直的反射光S和透射光P；透射光经45°旋光晶片后表面反射，再次经过旋光晶片后，被偏振分光棱镜全部反射进入探测器作为参考光；45°旋光晶片的透射光经聚焦透镜聚焦成为点光源，发出的球面波经球面反射镜反射后沿原光路返回，再次经过旋光片后被偏振分光棱镜全部反射进入接收器作为测试光与参考光发生干涉，通过干涉图样以及干涉图样的波前信息判断球面反射镜是否共球心。本发明采用干涉图样和波前信息综合检测，提高了球面反射镜共球心的精度，且对球面反射镜口径大小以及是否具有相同的曲率半径没有要求，具有较高的普适性。

技术领域

本发明属于光学检测和光学元件装调领域，具体是针对调整两个或多个、曲率半径相同或不同的球面反射镜共球心的方法，主要应用于同心光学系统的装调。

背景技术

光学检测和光学元件的装调领域经常需要调整光学元件共心，比如光谱仪的装调，特别是以Offner结构和Dyson结构两种典型的同心结构为基础的光谱仪，需要调整相同或不同曲率半径的球面反射镜共球心。这需要一种普适性且检测精度高的方法。

发明内容

本发明技术的解决问题：克服现有技术的不足，提供一种普适性的调整相同或不同曲率半径的球面反射镜共球心的检测和装调方法，解决了用观测牛顿环的方法只能得到镜面拼接处局部共相信息的不足，同时采用旋转偏振光偏振方向的方法减少多余能量损失，增大了光能利用率。

为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：一种检测球面反射镜共球心的方法，其特征在于：包括如下步骤：

1）将点光源发出的球面波经准直透镜成为平行光；

2）采用偏振分光棱镜PBS将平行光分成振动方向互相垂直的S光和P光；

3）透射的P光经45°旋光晶片的出射面分为透射光和反射光；所述45°旋光晶片的出射面镀有半透半反膜；

所述反射光再次经过45°旋光晶片后，振动方向与PBS透射方向垂直，被PBS全部反射，经十字分划板后进入接收器，作为参考光；

所述透射光经聚焦透镜聚焦在光阑的中心，形成发散的球面波；将待测球面反射镜置于光阑后的发散光束中；

4）球面波经待测球面反射镜反射后，沿原光路返回，经45°旋光晶片后，振动方向与PBS透射方向垂直，被PBS全部反射，经十字分划板后进入接收器，作为测试光与步骤3）中的参考光发生干涉；

5）通过步骤4）中的干涉图样，以及干涉图样的波前信息，判断球面反射镜的共心情况。

本发明的方法适用于检测和调整相同或不同曲率半径的球面反射镜共球心。

作为本发明的进一步改进，所述步骤1）中，将激光光源耦合进光纤后，出射光经聚焦透镜聚焦在针孔上，经针孔出射的光作为所述点光源。将激光光源耦合进光纤后出射的光近似点光源，经聚焦透镜聚焦、针孔滤波后，出射光可以视为理想点光源。

作为本发明的进一步改进，采用CCD对干涉图像成像，采用波前传感器探测干涉图样波前信息。

作为本发明的进一步改进，所述方法还包括5.1）基于球面反射镜的共心判断结果将不同曲率半径的球面反射镜调整为共球心，包括：

5.10）将其他球面反射镜遮挡，保留一个球面反射镜，即第一球面反射镜；

5.11）粗调第一球面反射镜，将第一球面反射镜反射在光阑上的光斑调整到较小；

5.12）微调第一球面反射镜，使反射光斑与光阑中心逐步靠近，并调整光斑大小为最小；

5.13）微调第一球面反射镜，使反射光斑与光阑中心重合，在CCD接收器中找到干涉图样；