[发明专利]基于CGH补偿器的离轴三反相机的装调测试方法及系统

说明书

基于CGH补偿器的离轴三反相机的装调测试方法及系统涉及光学检测技术领域，解决了现有装调复杂的问题，方法包括：提供CGH补偿器安装第一反射镜，其包括补偿器基板，该基板一侧设有第一反射镜衍射区域、干涉仪衍射区域、第三反射镜衍射区域和激光跟踪仪靶球，利用激光跟踪仪和激光跟踪仪靶球等初步标定CGH补偿器位置通过干涉仪、干涉仪衍射区域和第一反射镜衍射区域对准干涉仪和装调第一反射镜；通过第三反射镜衍射区域和干涉仪装调第三反射镜；通过标准平面反射镜和干涉仪根据干涉仪测得的离轴三反相机光学系统波像差对次反射镜的空间位置进行调整。本发明能够满足对大幅宽、高分辨率、大口径的离轴三反相机在地面进行快速装调检测。

技术领域

本发明涉及光学检测技术领域，具体涉及基于CGH补偿器的离轴三反相机的装调测试方法及系统。

背景技术

随着空间科学研究的不断深入与发展，空间光学载荷向高分辨率、大幅宽以及多传感器复合等方向发展，光学载荷的口径不断增大，视场也越来越大。三反射镜消像散(three-mirror anastigmat，TMA)形式的光学系统具有较大的视场，同时具有高成像质量，其中离轴TMA(简称离轴三反)还具有中频调制传递函数高、结构紧凑和杂光特性好等优势，在空间相机中应用越来越广泛。然而随着离轴三反相机的口径越来越大，各反射镜相对独立且跨距大、各反射镜空间可调节自由度多等特性，导致离轴三反成像光学系统装调时，出现各反射镜相对精确位置难以确定、反射镜空间姿态难以精确调节、反射镜空间姿态调节不连续等现象。其装调检测难度也越来越大，并制约着离轴三反相机的发展。

CGH即计算机生成的全息图(Computer-Generated Holograms，CGH)，全息图的独特性质在于它能同时记录信息的强度和相位，为拓展经典干涉测量提供了一个非常有用的特性：数值传输与重构波前。计算全息和零位光学系统的组合补偿检测非球面的方法的提出，不仅克服对于复杂的大波差的非球面元件检测困难，而且对于器件的制作难度和价格也大幅减低。CGH补偿器因其独特的波前变换能力，以及结构简便、装调简单等突出优点被引入到非球面干涉检测领域。CGH补偿器用于接收干涉仪发送的干涉光，发生衍射后经光学透镜汇聚后垂直入射到待测自由曲面反射镜上，从而对待测自由曲面反射镜实现零位补偿检测。

传统CGH补偿器常用来检测单一光学元件的，很少用一个CGH补偿器对多反射镜同时检测，因此基于传统CGH补偿器对离轴三反相机光学系统的装调测试系统复杂、装调方法繁琐、装调效率低。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提供基于CGH补偿器的离轴三反相机的装调测试方法及系统。

本发明为解决技术问题所采用的技术方案如下：

基于CGH补偿器的离轴三反相机的装调测试方法，包括如下步骤：

步骤一、提供CGH补偿器和第一反射镜，将所述第一反射镜安装在离轴三反相机主背板上，第一反射镜作为离轴三反相机光学系统的安装基准；所述CGH补偿器包括补偿器基板，所述补偿器基板的一侧上设有第一反射镜衍射区域、干涉仪衍射区域、第三反射镜衍射区域和第二激光跟踪仪靶球，第二激光跟踪仪靶球和补偿器基板可拆卸连接；将第一激光跟踪仪靶球安装在第一反射镜上；利用激光跟踪仪、第二激光跟踪仪靶球和第一激光跟踪仪靶球，通过调整CGH补偿器位置，初步标定CGH补偿器位置和第一反射镜的相对位置；

步骤二、提供干涉仪，调整CGH补偿器和干涉仪的位置，直至通过干涉仪衍射区域和干涉仪完成干涉仪的对准通过第一反射镜衍射区域和干涉仪完成CGH补偿器位置的标定，CGH补偿器装调完毕；当干涉仪发出的测量光束经过干涉仪衍射区域返回到干涉仪，该光路的波像差满足使用要求且干涉仪上形成零条纹时，实现干涉仪的对准；当干涉仪发出的测量光束经过第一反射镜衍射区域和第一反射镜后返回到干涉仪，该光路的波像差满足使用要求且干涉仪上形成零条纹时，CGH补偿器位置的标定完成；