[發明專利]一種基于相位恢復技術的大型光學鏡面在位檢測裝置

無效

• 申請號: 200810030815.9
• 申請日: 2008-03-14
• 公開（公告）號: CN101251439A
• 公開（公告）日: 2008-08-27
• 發明（設計）人: 李圣怡;戴一帆;吳宇列;鄭子文;胡曉軍;王貴林;陳善勇
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科學技術大學
• 主分類號: G01M11/02
• 分類號: G01M11/02;G01M11/00;G01B11/24
• 代理公司: 長沙恒熙知識產權代理有限公司
• 代理人: 黃洪;周躍仁

技術領域

本發明涉及一種光學測試裝置，特別是涉及一種針對大型光學鏡面或光學系統采用基于相位恢復技術的大型光學鏡面在位檢測裝置。

背景技術

大型光學反射鏡面是空間技術、衛星光學偵察技術以及天文觀測技術中最為關鍵的光學元件。隨著空間技術和軍事技術的發展，對大口徑反射鏡面的需求越來越多，口徑要求越來越大，精度要求越來越高。目前世界上已經有口徑在8-10m的天文望遠鏡投入使用。為保證大型光學鏡面的加工精度，在加工過程中需要經常對大型光學鏡面的面形進行檢測，以便根據測量結果及時修正加工方案，確保最終達到所要求的面形精度。

目前進行鏡面面形測量的主要儀器有波面干涉儀，波面干涉儀是利用干涉原理進行測量，可以實現面形的高精度檢測，但是該設備對測量的環境要求高，對振動和空氣擾動比較敏感，一般難以實現加工現場的面形檢測。因此一般為了進行檢測，需要把被加工光學零件從加工機床上卸下，然后再裝到檢測設備上。由于大鏡體積大，質量也大，搬運困難，檢測操作難度大，時間長；特別是在后續精加工階段，加工量很少，加工時間短，而檢測頻繁，在檢測上耗費大量時間，極大的影響了加工效率。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中的不足，提供一種直接對在機床上加工的大型光學鏡的鏡面進行在位檢測的基于相位恢復技術的大型光學鏡面在位檢測裝置。

本發明的目的通過下述技術方案予以實現：包括激光源、數碼相機、分光棱鏡、帶支架的平臺和計算機，所述激光源、數碼相機和分光棱鏡都安裝在平臺上；所述分光棱鏡安裝在激光源的正前方，并與激光源的光的射出方向呈45度夾角；所述數碼相機安裝在激光源的一側，且與分光鏡按照光學成像原理布置；所述計算機裝載專用軟件，通過電纜(11)與激光源、數碼相機和平臺的支架的運動機構電連接；所述平臺的正前方，在固定在機床夾具上的被測非球面鏡的上方，安裝反射鏡支架，反射鏡支架橫梁上安裝反射鏡，反射鏡與激光源的射線呈45度夾角。

所述平臺安裝在支架頂部，支架安裝沿X、Y、Z軸平移和繞Y、Z軸轉動的受計算機控制的五自由度運動機構，運動機構與計算機用電纜電連接。

所述反射鏡支架為移動式門架結構。

所述反射鏡采用平面鏡，呈45度夾角安裝在反射鏡支架橫梁上，反射鏡與反射鏡支架之間安裝有夾角調整固定機構。

所述數碼相機的分辨率不低于100萬象素。

所述激光源的波長為400nm-760nm。

與現有技術相比，本發明具有以下優點：在加工機床上直接進行檢測，測量時不需要反復拆裝正在加工的大型光學鏡，節省加工和檢測時間。適合于大型光學鏡生產企業、科研和檢測單位使用。

附圖說明

圖1為本發明一實施例結構示意圖；

圖2為為圖2的A向放大視圖；

圖中：1-激光源，2-數碼相機，3-分光棱鏡，4-平臺，5-支架，6-反射鏡，7-機床，8-被測非球面鏡，9-反射鏡支架，10-計算機，11-電纜。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明：

參照附圖，本發明包括激光源1、數碼相機2、分光棱鏡3、帶支架5的平臺4和計算機10，所述激光源1、數碼相機2和分光棱鏡3都安裝在平臺4上；所述分光棱鏡3安裝在激光源1的正前方，并與激光源1的光的射出方向呈45度夾角；所述數碼相機2安裝在激光源1的一側，且與分光鏡3按照光學成像原理布置；所述計算機10裝載專用軟件，通過電纜11與激光源1、數碼相機2和平臺4的支架5的運動機構電連接；所述平臺4的正前方，在固定在機床7夾具上的被測非球面鏡8的上方，安裝反射鏡支架9，反射鏡支架9橫梁上安裝反射鏡6，反射鏡6與激光源1的射線呈45度夾角。

三維坐標系設置：激光源1的光源的射線為X軸，同時垂直于地面和X軸的為Z軸，Y軸是在X軸的水平面上且垂直于X、Z兩軸的直線，三軸的原點設在激光源1的光源出口處。

所述平臺4安裝在支架5頂部，支架5安裝沿X、Y、Z軸平移和繞Y、Z軸轉動的受計算機10控制的五自由度運動機構，運動機構與計算機10用電纜11電連接。

所述反射鏡支架9為移動式門架結構。

所述反射鏡6采用平面鏡，呈45度夾角安裝在反射鏡支架9橫梁上，反射鏡6與反射鏡支架9之間安裝有夾角調整固定機構。

所述數碼相機2的分辨率不低于100萬象素。

所述激光源1的波長為400mm-760nm。