[實用新型]標定非球面反射鏡光軸的系統

有效

• 申請號: 201520447958.5
• 申請日: 2015-06-25
• 公開（公告）號: CN204790152U
• 公開（公告）日: 2015-11-18
• 發明（設計）人: 付興;李智勇;耿波;張建
• 申請（專利權）人: 中國科學院西安光學精密機械研究所
• 主分類號: G02B7/198
• 分類號: G02B7/198
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 張倩

技術領域

本實用新型屬于光學裝調檢測領域，尤其涉及一種非球面反射鏡確定光軸的系統。

背景技術

球面反射鏡有無數個光軸，且所有光軸都通過球面反射鏡的球心。非球面反射鏡只有唯一的光軸，且相對于光軸旋轉對稱，即非球面反射鏡的光軸就是其對稱軸且非球面反射鏡的近似球心也落在這條光軸上。

確定非球面反射鏡的光軸對光學系統裝配調試及檢測都有重要意義。現在非球面反射鏡的應用中，往往在鏡面中部掏有中孔，這樣大大增加了確定其光軸的難度，如何精確標定非球面反射鏡的光軸就成為不可回避的工程問題。

發明內容

本實用新型的目的之一為提供一種能夠精確標定非球面反射鏡光軸的系統。

本實用新型的技術解決方案：

標定非球面反射鏡光軸的系統，其特殊之處在于：包括第一光路、第二光路和第三光路，

所述第一光路包括依次擺放的框架、補償器、激光干涉儀以及PC機，非球面反射鏡固定在框架上，非球面反射鏡、補償器、激光干涉儀的光軸同軸，所述激光干涉儀的一端為鏡頭且朝向非球面反射鏡，所述激光干涉儀的另一端與PC機連接，所述鏡頭為球面標準鏡頭且與非球面反射鏡的R/D數值相匹配，其中R為非球面反射鏡的半徑，D為非球面反射鏡的直徑；

所述第二光路的結構為：將第一光路中的補償器移除，將第一光路中的激光干涉儀的鏡頭更換為平面標準鏡頭，將調整系統通過非球面反射鏡的中孔安裝并固定在框架上，

所述調整系統包括空間俯仰和方位二維微調工裝、安裝軸和姿態調整工裝，

所述空間俯仰和方位二維微調工裝包括三個調整工裝、法蘭盤狀固定件、光學組件固定裝置，光學組件固定裝置上固定有平面反射鏡，平面反射鏡朝向平面標準鏡頭；

三個調整工裝均分固定在法蘭盤狀固定件上，光學元件固定在光學組件固定裝置上，所述調整工裝包括調整螺釘、外螺紋套筒、上球頭滑塊以及下球頭滑塊，所述外螺紋套筒、上球頭滑塊以及下球頭滑塊均套裝在調整螺釘上，所述上球頭滑塊位于外螺紋套筒的一端，所述下球頭滑塊位于外螺紋套筒的另一端；所述外螺紋套筒與法蘭盤狀固定件固定連接，所述法蘭盤狀固定件與安裝軸的一端固定連接，所述姿態調整工裝固定在安裝軸上；

所述調整螺釘固定在光學組件固定裝置上，所述下球頭滑塊與光學組件固定裝置接觸；

平面反射鏡與激光干涉儀的平行光束垂直；

所述第三光路的結構為：通過第二光路中的姿態調整工裝與車床回轉軸固定連接，并將第二光路中的激光干涉儀更換成內調焦望遠鏡，所述內調焦望遠鏡的一端朝向非球面反射鏡，所述內調焦望遠鏡的另一端與PC機連接。

標定非球面反射鏡光軸的方法，包括以下步驟：

1】搭建第一光路，調整補償器，使得PC機上顯示的面型指標與非球面反射鏡的面型指標一致，則激光干涉儀的光軸就能夠代表非球面反射鏡的光軸；

2】搭建第二光路，激光干涉儀的平面標準鏡頭對貓眼，保證激光干涉儀發出平行光束與非球面反射鏡的光軸平行；

3】調整空間俯仰和方位二維微調工裝保證激光干涉儀發出的平行光束經平面反射鏡后的反射光線沿原路返回激光干涉儀，形成的干涉零條紋：

調整空間俯仰和方位二維微調工裝調整平面反射鏡，并在PC機中觀察干涉條紋修正至最少即零條紋，此時平面反射鏡的平面與激光干涉儀的光軸完全垂直，即也就說明空間俯仰和方位二維微調工裝與非球面反射鏡的光軸完全垂直；

4】搭建第三光路，通過內調焦望遠鏡調焦找到非球面反射鏡的球心像和空間俯仰和方位二維微調工裝中平面鏡的自準直反射像，在車床主軸回轉過程中，調整姿態調整工裝的俯仰、方位及上下、左右平移，保證球心像和自準直反射像的晃動量最小直至不晃動，此時非球面反射鏡的光軸已經確定，非球面反射鏡的光軸和車床回轉軸完全重合。

本實用新型所具有的優點：

1、通過高精度干涉檢測光路控標定非球面反射鏡與光軸平行的自準直像，通過內調焦望遠鏡控制非球面反射鏡的球心像，利用光學非接觸的方式準確尋找到非球面反射鏡的光軸，擺脫了傳統依靠打表確定非球面反射鏡光軸的方法。

2、非接觸測量與標定，降低了鏡面劃傷的風險。

3、模塊化的工裝部件，方便拆卸與替換。

附圖說明

圖1為本實用新型第一光路的結構示意圖；

圖2為本實用新型第二光路的結構示意圖；

圖3為本實用新型調整系統的結構示意圖；

圖4為本實用新型調整工裝的結構示意圖；

圖5為本實用新型第三光路的結構示意圖。