[发明专利]离轴反射式光学镜头的光轴校准方法

说明书

本发明公开了一种离轴反射式光学镜头的光轴校准方法，将校准激光发射器放置于平行光路中，利用激光出射细光束的准直特点，可以分别校准测试系统光轴、被测系统的光轴，实现测试光轴的粗略对准；再结合旁轴近似等像高原则，最终实现离轴反射式光学系统MTF测试时光轴的精确校准。与现有技术相比，本发明所提供的技术方法及装置具有以下优点：此光轴校准方法能够快速、准确调整离轴反射式光学系统的测试状态，是准确测试其MTF的必须手段。

技术领域

本发明属于光电测试仪器装调技术领域，尤其涉及一种离轴反射式光学镜头的光轴校准方法。

背景技术

近年来，随着我国航天事业、机载舰载武器装备的发展，对离轴反射式光学系统的性能要求日益增加，提出了对离轴反射式光学系统MTF的高精度检验需求。如何准确、高效的校准离轴反射式光学系统的光轴，确定最佳焦面位置，并保证其测试精度，就成为离轴反射式光学系统MTF测试校准检验的重要流程。

离轴反射式光学系统的设计在保证长焦距、大通光口径、高分辨率的优点同时，可以做到光路折转、系统体积小、中心无遮拦、重量轻的优势，使得空间对地观测系统可以从折射式到反射式、从同轴光学系统到离轴光学系统的发展阶段。折射式光学系统由于受光学材料的限制，很难做到大口径和轻量化设计，反射式光学系统受材料限制较小，便于轻量化设计，完全没有色差，系统透过率高。离轴反射式光学系统中心无遮拦，可优化的变量多，既可以提高光学系统视场大小，还可以极大改善系统成像质量。

光学调制传递函数MTF(Module Transfer Function)是国际公认的光学系统成像性能核心评价指标。MTF的高低直接关系到光学系统成像质量的优劣。它能把衍射、像差及杂散光等影响成像质量的各种因素综合在一起反映，客观的评定光学系统像质。它既适用于光学系统的设计阶段，也适用于光学仪器的装调、检验阶段，且具有普遍适用性。

由于离轴反射式光学系统的主镜旋转对称光轴缺失，入射光束进行二次及多次折转，导致焦面处主光轴与检测系统主光轴发生偏离。针对此类光学系统MTF测试过程中的光轴校准问题，提出一种有效的校准方法。

发明内容

本发明为了解决离轴反射式光学系统的主镜旋转对称光轴缺失，无法与MTF测试系统光轴进行校准的问题，本发明提供了一种离轴反射式光学系统MTF测试校准的调整方法及装置。本发明提供一种离轴反射式光学系统光轴校准的调整方法，其方法是：将校准激光发射器系统放置于平行光路中，利用激光出射细光束的准直特点，可以分别校准测试系统光轴、被测离轴反射式光学系统的光轴，实现测试光轴的粗略对准；再结合旁轴近似等像高原则，最终实现离轴反射式光学系统MTF测试时光轴的精确校准。

为了实现上述目的，本发明设计了一种校准激光发射器系统及其调整机构，目的是实现测试系统光轴与被测离轴反射式光学系统光轴的粗略对准。具体包括：

一种离轴反射式光学镜头的光轴校准方法，包括如下步骤：

S1装调离轴反射式光路的测试系统和待测系统；

S2粗调所述测试系统和待测系统，使目标发生器出射的光束依次经过第一离轴抛物面主镜、激光发射器、第二离轴抛物面主镜、折返镜、二次聚焦系统聚焦，再由二次聚焦系统后端设置的平面反射镜使聚焦的光束按原路返回至所述目标发生器的出射面；

S3根据被测系统的焦距大小，调节统目标发生器出射孔的大小；

S4调整测试系统的探测器，使所述探测器目镜内的十字叉丝与被测系统所成像点重合，使光束聚焦被测系统传递函数最大值处，将此位置记为零点；

S5旋转设置在所述第一离轴抛物面主镜和探测器中间的转台，所述转台上用于放置待观察物品，将转台旋转+θ角度，平移转台X轴使得已偏离的像点调回到十字叉丝位置，记录数据平移距离x₁；