[發(fā)明專利]一種多凹面光柵共軸裝配系統(tǒng)及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811118413.4
• 申請(qǐng)日: 2018-09-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108983434B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-09-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊小虎;王淑榮;黃煜;張子輝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所
• 主分類號(hào): G02B27/62
• 分類號(hào): G02B27/62
• 代理公司: 深圳市科進(jìn)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44316
• 代理人: 曹衛(wèi)良

本發(fā)明提供的多凹面光柵共軸裝配系統(tǒng)及方法，采用兩兩匹配原則，利用標(biāo)準(zhǔn)模板保證待裝配凹面光柵之間橫向距離不變，通過(guò)半反半透鏡組實(shí)現(xiàn)各級(jí)次光軸互逆，根據(jù)干涉儀檢測(cè)波像差原理，將待裝配凹面光柵調(diào)整到共軸，提高了裝調(diào)精度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光柵裝配領(lǐng)域，特別涉及一種多凹面光柵共軸裝配系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

凹面光柵兼有色散和聚焦功能，在減小光譜儀重量、體積和能量損失等方面有著巨大優(yōu)勢(shì)。相比平面光柵，凹面光柵在三個(gè)坐標(biāo)軸方向的平移和旋轉(zhuǎn)都會(huì)影響光譜儀器的成像質(zhì)量，而為減小系統(tǒng)體積、重量級(jí)雜散光而采用的同軸驅(qū)動(dòng)多光柵結(jié)構(gòu)，則對(duì)凹面光柵及光柵之間的匹配裝調(diào)提出了更高要求。

目前光柵光譜儀中平面光柵最常用，平面光柵一般工作在平行光路中，光柵角度及位置的偏差對(duì)成像質(zhì)量的影響相對(duì)較小，無(wú)論是單塊還是多塊級(jí)聯(lián)，對(duì)裝調(diào)的要求都不太高，一般利用發(fā)散角小的激光束和平行光直接在光譜儀中調(diào)節(jié)。

凸面光柵工作于匯聚光路中，一般先采用干涉法裝調(diào)反射鏡，在采用譜圖直讀法裝調(diào)光柵，其精度由接收光譜圖的探測(cè)器分辨率決定，而凹面光柵工作在發(fā)散光路中，單凹面光柵一般借鑒凸面光柵的譜圖直讀法，結(jié)合計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)檢測(cè)輔助裝調(diào)，而多塊級(jí)聯(lián)凹面光柵還需考慮各光柵之間的匹配一致性，這是光譜儀整體裝調(diào)的前提，單光柵的裝調(diào)方法并不適用于多光譜的級(jí)聯(lián)匹配，多平面光柵對(duì)裝調(diào)精度要求低，直接利用發(fā)散角小的激光束和平行光即可滿足裝調(diào)要求，而多凹面光柵還涉及各光柵之間的匹配一致性，其裝調(diào)精度要求較高，相對(duì)復(fù)雜，目前還未有相關(guān)報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種多凹面光柵共軸裝配系統(tǒng)及方法，具有較高裝調(diào)精度。

第一方面，本發(fā)明提供一種多凹面光柵共軸裝配系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：

干涉儀，用于發(fā)出準(zhǔn)直平面波，以及觀測(cè)多凹面光柵返回的波像差；

平面折轉(zhuǎn)鏡，與所述干涉儀相對(duì)，用于將所述干涉儀發(fā)出的準(zhǔn)直平面波折轉(zhuǎn)；

調(diào)整機(jī)構(gòu)，包括多個(gè)子調(diào)整組件，用于調(diào)節(jié)控制待裝配凹面光柵的狀態(tài)；

標(biāo)準(zhǔn)平面鏡，用于對(duì)折轉(zhuǎn)后的平行光束進(jìn)行平移；

半反半透鏡組，由兩個(gè)互相垂直的半反半透鏡組成，所述平行光束經(jīng)過(guò)所述半反半透鏡分光形成第一路光束和第二路光束，第一路光束匯聚成回路與所述干涉儀的標(biāo)準(zhǔn)鏡后面返回光束形成干涉；

標(biāo)準(zhǔn)模板，具有兩條平行刻線，所述第二路光束匯聚在所述標(biāo)準(zhǔn)模板處，用于根據(jù)所述第二路光束的匯聚情況輔助確定凹面光柵之間間距以及相對(duì)位置；

硫酸紙屏，設(shè)置在兩個(gè)半反半透鏡之間，用于展示光束匯聚情況；

經(jīng)緯儀，設(shè)置在所述標(biāo)準(zhǔn)模板后側(cè)，用于平移平行光束且觀測(cè)待裝配凹面光柵各級(jí)光譜匯聚情況。

可選地，所述子調(diào)整組件包括用于安裝待裝配凹面光柵的光柵座以及與所述光柵座連接的擺桿及絲杠，所述光柵座在所述絲杠及擺桿的帶動(dòng)下進(jìn)行角度調(diào)整。

可選地，所述光柵座中設(shè)有用于調(diào)整待裝配凹面光柵位置的頂絲或墊片。

第二方面，本發(fā)明提供一種多凹面光柵共軸裝配方法，應(yīng)用于上述的多凹面光柵共軸裝配系統(tǒng)，所述方法包括：

利用標(biāo)準(zhǔn)平面鏡和經(jīng)緯儀將干涉儀發(fā)出的準(zhǔn)直平面波進(jìn)行平移，使得平移后的準(zhǔn)直平面波與標(biāo)準(zhǔn)模板的表面垂直，并利用經(jīng)緯儀監(jiān)測(cè)調(diào)節(jié)所述標(biāo)準(zhǔn)模板使得所述標(biāo)準(zhǔn)模板上平行刻線均垂直于水平面；

調(diào)節(jié)平面折轉(zhuǎn)鏡和調(diào)整機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)多個(gè)待裝配凹面光柵產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，使得所述多個(gè)待裝配凹面光柵將準(zhǔn)直平面波的平行光束匯聚于所述標(biāo)準(zhǔn)模板的平行刻線上，調(diào)節(jié)半反半透鏡組和硫酸紙屏使得部分所述平行光束匯聚在硫酸紙屏上；