[發明專利]離軸拋物鏡光軸方向的標定方法及系統

有效

• 申請號: 201710880388.2
• 申請日: 2017-09-26
• 公開（公告）號: CN107817088B
• 公開（公告）日: 2020-04-10
• 發明（設計）人: 宣斌;康健;李俊峰;陳亞;宋淑梅;謝京江
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
• 主分類號: G01M11/00
• 分類號: G01M11/00
• 代理公司: 深圳市科進知識產權代理事務所(普通合伙) 44316
• 代理人: 趙勍毅

技術領域

本發明涉及光學檢測技術領域，特別涉及一種離軸拋物鏡光軸方向的標定方法及系統。

背景技術

非球面光學元件具有光學系統設計靈活、成像質量好、光能損失少、儀器小型化、輕量化、系統更加簡潔及在校正像差上具有獨特的優點，特別是離軸三反光學結構形式不僅可以提高系統的空間分辨率，而且能夠滿足大視場要求，因此被廣泛的應用到軍事偵察、空間遙感及深空探測等領域。離軸三反以及其他多種的光學系統中，離軸拋物鏡是一種常用的結構形式。

離軸拋物鏡的光軸方向標定是一項經由光學加工轉接至光學裝校過程中的關鍵技術。光學裝校需要根據光軸方向進行離軸拋物鏡光學元件與支撐結構機械元件的整合以及光學系統的裝配調整。離軸拋物鏡光軸方向的標定精度直接影響光學裝校的難度和精度。

目前，離軸拋物鏡的光軸方向標定方法主要包括輪廓檢測標定方法等。輪廓檢測標定方法是一種利用三坐標測量機等輪廓檢測設備測量離軸非球面輪廓，根據輪廓測量結果擬合得到離軸非球面光軸方向的方法。該方法依賴輪廓檢測設備，受其量程、精度等方面的影響，需要測量較多數據點從而擬合輪廓數據及光軸方向，標定效率也相對較低。

發明內容

考慮到上述技術的局限，本發明尋求涉及一種離軸拋物鏡光軸方向的標定方法。

本發明提供的技術方案是，提供一種離軸拋物鏡光軸方向的標定方法，包括以下步驟：

調整干涉儀、離軸拋物鏡、標準平面鏡的相對位置，進行離軸拋物鏡的無像差點自準直干涉檢驗，同時使干涉儀焦點與標準平面鏡鏡面大致位于同一平面上；

在所述離軸拋物鏡幾何中心做第一標記，并在所述幾何中心對應的干涉條紋位置處做第二標記；

將第一直線形標記物設置于所述標準平面鏡鏡面所在平面附近，其一端經過干涉儀焦點，調整另一端方向，使其在干涉條紋的投影經過所述第二標記，并在所述干涉條紋上標記直線形標記物投影位置，記作第三標記，取走所述第一直線形標記物；

將第二直線形標記物貼緊離軸拋物鏡，此時所述第二直線形標記物的兩端與所述離軸拋物鏡的鏡面邊緣位置貼合，調整所述第二直線形標記物位置，使所述第二直線形標記物在干涉條紋上的投影位置與所述第三標記位置重合；

所述第二直線形標記物在干涉條紋上的投影位置與所述第三標記位置重合時，在所述第二直線形標記物兩端與所述離軸拋物鏡的貼合位置做標記，記作第四標記，所述第四標記位置的所在的直線方向為離軸拋物鏡光軸方向。

一些實施例中，所述第一標記、所述第二標記及所述第四標記均為圓點，所述第四標記為兩個圓點；所述第三標記為直線。

一些實施例中，所述直線型標記物為直尺、繃直的棉線等具有直線特征的標記性物體，所述第一直線型標記物的長度大于等于所述離軸拋物鏡離軸量；所述第二直線形標記物的長度大于等于所述離軸拋物鏡口徑。

一些實施例中，所述第一直線形標記物與所述第二直線形標記物為同一個直線形標記物。

一些實施例中，所述干涉儀、離軸拋物鏡及標準平面鏡的相對位置具體為：所述干涉儀焦點位于所述離軸拋物鏡光軸上，所述標準平面鏡與所述離軸拋物鏡光軸垂直，所述離軸拋物鏡與所述標準平面鏡在所述干涉條紋上相同投影位置之間的連線與所述離軸拋物鏡光軸平行。

此外，本發明還提供一種離軸拋物鏡光軸方向的標定系統，包括干涉儀、離軸拋物鏡、標準平面鏡、第一直線形標記物、第二直線形標記物；

所述干涉儀、所述離軸拋物鏡及所述標準平面鏡設置成用于進行離軸拋物鏡的無像差點自準直干涉檢驗的相對位置狀態，且所述干涉儀焦點與所述標準平面鏡鏡面大致位于同一平面上；

所述離軸拋物鏡幾何中心處設置有第一標記，所述幾何中心在干涉條紋投影的對應位置設置有第二標記；

所述第一直線形標記及所述第二直線形標記物用于相對所述離軸拋物鏡、所述干涉儀及所述標準平面鏡移動，以標定所述離軸拋物鏡的光軸方向。

一些實施例中，所述直線形標記用于相對所述離軸拋物鏡、所述干涉儀及所述標準平面鏡移動，以標定所述離軸拋物鏡的光軸方向，具體過程為：

所述第一直線形標記和第二直線形標記物用于相對所述離軸拋物鏡、所述干涉儀及所述標準平面鏡移動，以標定所述離軸拋物鏡的光軸方向，具體過程為：

所述第一直線形標記物設置于所述標準平面鏡鏡面所在平面附近時，第一直線形標記物一端經過干涉儀焦點，調整另一端方向，使所述直線標記物在干涉條紋的投影經過所述第一標記，在所述干涉條紋上標記直線形標記物投影位置，記作第三標記，取走所述第一直線形標記物；