[發明專利]空氣介質分體式三向直角頭

有效

• 申請號: 201210317326.8
• 申請日: 2012-08-31
• 公開（公告）號: CN102830483A
• 公開（公告）日: 2012-12-19
• 發明（設計）人: 李永剛;王強;王蕾;商秋芳;張俊杰;張忠武
• 申請（專利權）人: 北京航天計量測試技術研究所;中國運載火箭技術研究院
• 主分類號: G02B7/182
• 分類號: G02B7/182;G02B1/00;G01C1/00
• 代理公司: 核工業專利中心 11007
• 代理人: 莫丹

技術領域

本發明屬于幾何量角度測量領域，涉及一種三向直角頭，特別是涉及一種空氣介質三向直角頭。

背景技術

三向直角頭是準直望遠鏡或者自準直儀類儀器的重要附件，可以使入射平行光分成三束并按精確直角進行轉折、傳遞，主要用來建立與基準光學視線相垂直或平行的平面或直線。

常用三向直角頭是由一塊玻璃五棱鏡和膠合在其半透半反工作面上的楔鏡組成的，其結構形式及原理圖見圖1和圖2。五棱鏡的工作面為A、B和C三面，工作面均鍍半透半反膜，即光到達該面有一半光透射，一半光反射。測試儀器的入射光通過三次透射和反射光線被分成三束出射光，向前的出射光與入射光傳播方向一致，左右方向的出射光與入射光垂直。面五棱鏡保證光學直視視線精確轉角90°，膠合楔鏡使光學直視視線不發生折轉直行出射。當改變五棱鏡工作面夾角值時，也可制成非90°的特定光束偏轉角裝置。

在工程應用中，通用整體式三向直角頭具有以下局限性：

（1）當通光口徑增大時，由于光線在玻璃中的光程增大，玻璃對光能的吸收也增大，當通光口徑大于φ30mm時光能損耗顯著，此結構不適用于對通光口徑要求較大的場合。

（2）由于光多次透射和反射出射光的光能量會大大減低，圖1中前出射光能量為入射光的1/2,左出射光能量為入射光能量的1/8,右出射光能量為入射光能量的1/16，由于出射光能量損失較大，對測試儀器及反光鏡的要求會很高，適用性較低。

（3）光學視線精確轉角90°需滿足以下條件：a）B、C兩反射面成45°夾角，A與B面夾角67.5°；b）三反射面均垂直于底平面，此項要求常稱為“塔差”；c、三反光面的平面度。而玻璃五棱鏡由于用整塊玻璃制成，三反射面既要保證夾角準確，又要保證垂直于同一平面，工藝上很難實現，并且一旦鍍膜，無法修復。由于“塔差”的影響很難實現精確轉角。

（4）出射光由于玻璃五棱鏡及楔鏡的影響也會發生光線偏轉或平移，五棱鏡組很難保證光線通過后傳遞方向不發生改變。

發明內容

本發明的目的在于提供一種提高測量準確度，同時降低制造成本，改善光學傳遞質量和擴展使用范圍的空氣介質分體式三向直角頭。

實現本發明目的的技術方案：一種空氣介質分體式三向直角頭，其包括中空長方體狀的殼體，在殼體的側面開設入射光孔；第一反光鏡和第二反光鏡分別固定在兩個上反光鏡座下表面上，兩個上反光鏡座固定在上基座下表面上，第一反光鏡和第二反光鏡反光面均與上基座垂直，垂直度不大于2″；第一反光鏡和第二反光鏡反光面間的夾角為45°，45°夾角誤差不大于1″；

第三反光鏡和第四反光鏡分別固定在下反光鏡座上表面上，兩個下反光鏡座固定在下基座上表面上，第三反光鏡和第四反光鏡反光面均與下基座垂直，垂直度不大于2″；第三反光鏡和第四反光鏡反光面間的夾角為45°，45°夾角誤差不大于1″；

上基座和下基座與殼體的上下兩個安裝面分別固連；安裝后，上部分的第一反光鏡和第二反光鏡、與下部分的第三反光鏡和第四反光鏡之間有一條通光狹縫。

如上所述的一種空氣介質分體式三向直角頭，其在殼體的入射通光孔處，通過永久磁鐵吸合一個找正平面鏡，找正平面鏡裝上后與殼體上下兩個安裝面垂直。

如上所述的一種空氣介質分體式三向直角頭，其所述的找正平面鏡材料為9Cr18，真空淬火，淬火硬度HRC58-62，研磨反光面，使其平面度不大于0.1um。

如上所述的一種空氣介質分體式三向直角頭，其所述的殼體（4）的上下兩個安裝面平行，平行度不大于0.002mm，殼體的入射光孔所在面與下安裝面垂直，垂直度不大于0.002mm。

如上所述的一種空氣介質分體式三向直角頭，其所述的殼體、上基座、下基座、上反光鏡座和下反光鏡均采用Nb-因瓦鋼材料。