[發明專利]一種離軸拋物面鏡離軸量的測量裝置及測量方法

有效

• 申請號: 202010211633.2
• 申請日: 2020-03-24
• 公開（公告）號: CN111272083B
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發明（設計）人: 王姍姍;徐博文;周書紅;張南生;郝群;胡搖
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: G01B11/02
• 分類號: G01B11/02;G01M11/00;G01M11/02
• 代理公司: 北京正陽理工知識產權代理事務所(普通合伙) 11639
• 代理人: 張利萍

本發明涉及一種離軸拋物面鏡離軸量的測量裝置及測量方法，屬于光學元器件測量技術領域。本發明針對背面垂直于光軸的離軸拋物面鏡，基于激光干涉儀和激光器，利用光的直線傳播原理，分別定位離軸拋物面鏡機械中心和拋物面鏡光軸的位置，通過對兩個位置距離的測量，實現對離軸拋物面離軸量的測量。本發明能夠實現在一般光學實驗室中即可方便有效、高效快速的完成離軸量測量，同時，降低了測量裝置的復雜性。

技術領域

本發明涉及一種離軸拋物面鏡離軸量的測量裝置及測量方法，屬于光學元器件測量技術領域。

背景技術

在空間光學技術的發展過程中，傳統同軸光學系統已經不能夠滿足實際生產生活中的需求。離軸光學系統是一種光圈的光軸與光圈的機械中心并不重合的光學系統。離軸光學系統由于其結構簡單、無色差、口徑適用范圍大，已經越來越被人們所重視，并廣泛地應用于輻射校準、寬波段的目標模擬及測量等工程領域中。

拋物面鏡，是指反射面為一拋物面的鏡，如果放一“點光源”在它的焦點上，則光為鏡面反射后都將與鏡的主軸平行射出；反之，如果平行于主軸的光投射到鏡面上，則經反射后都將會聚于它的焦點。離軸拋物面鏡作為離軸光學系統中的典型代表之一，在平行光管、激光擴束、光束聚焦等具體應用場景中都能夠發揮作用。

在離軸拋物面鏡的研制過程中，對其加工和測量是必不可少的環節。不同于傳統同軸光學系統，離軸拋物面鏡的離軸量，是其獨特而重要的一項幾何參量，是指離軸拋物面鏡機械中心距拋物面鏡光軸的距離。對該參量的測量具有很重要的意義。

現階段，大多數對離軸拋物面鏡的離軸量測量方法都比較復雜，流程也較為繁瑣，對實驗室條件要求較高，并且很多情況下都需要用到經緯儀。現有測量方法，通常在使用激光干涉儀和平面反射鏡對離軸拋物面鏡進行標定之后，再借助一臺或多臺經緯儀對離軸拋物面鏡焦點位置和其他特征點位置(如拋物面鏡面邊緣)成像，并分別記錄下經緯儀在各特征點處的位置，最后測量各位置之間距離從而得出離軸量。此類方法十分依賴于經緯儀的使用，且在測量過程中對經緯儀的操作較為復雜。例如，CN106932179A公開的一種基于光柵尺與經緯儀標定離軸拋物面鏡離軸量的方法及裝置，通過經緯儀確定離軸拋物面鏡的特征位置，再配合光柵尺測量離軸拋物面鏡的離軸量，雖然可以精確測量離軸量，但這對于很多光學實驗室來說既不易操作，又可能缺少所需的經緯儀設備，總體來說可行性較低。

發明內容

本發明針對背面垂直于光軸的離軸拋物面鏡，旨在設計一種結構簡單、易于操作的離軸拋物面鏡離軸量的測量裝置及測量方法，能夠實現在一般光學實驗室中即可方便有效、高效快速的完成離軸量測量，同時，降低了測量裝置的復雜性。

本發明的創新點在于：基于激光干涉儀和激光器，利用光的直線傳播原理，分別定位離軸拋物面鏡機械中心和拋物面鏡光軸的位置，通過對兩個位置距離的測量，實現對離軸拋物面離軸量的測量。

本發明所采用的技術方案如下：

一種離軸拋物面鏡離軸量測量裝置，包括激光干涉儀、自準平面鏡、激光器和傾斜平移升降臺。

所述自準平面鏡口徑略大于待測的離軸拋物面鏡。

所述傾斜平移升降臺，具有水平方向一維平移、豎直方向一維升降和俯仰、偏擺二維調節功能。

所述激光器出射平行光，光束直徑不大于3mm。

所述激光器固定在傾斜平移升降臺上。

上述裝置進行測量的方法如下：

步驟一：搭建離軸拋物面的測量光路。主截面測量光路包括激光干涉儀、自準平面鏡，

主截面是指離軸拋物面鏡自身子光軸與光學系統主光軸所構成的平面。副截面是指過離軸拋物面鏡自身子光軸，并與主截面垂直的平面。