[發明專利]一種用于離軸反射式光學系統的調整方法及裝置

有效

• 申請號: 202010668081.8
• 申請日: 2020-07-13
• 公開（公告）號: CN111650737B
• 公開（公告）日: 2021-11-19
• 發明（設計）人: 蘇春軒;樊新龍;賴柏衡;趙旺;楊康建
• 申請（專利權）人: 中國科學院光電技術研究所
• 主分類號: G02B17/06
• 分類號: G02B17/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種用于離軸反射式光學系統的調整方法及裝置，使用由四片平面反射鏡組成的間隔調節裝置即可實現離軸反射式光學系統光路的簡單、快速調整。對于由兩塊離軸拋物面反射鏡組成的望遠鏡系統，該裝置主要由光源，光闌，主鏡，間隔調節裝置，次鏡，出瞳組成，剪切板和觀察面組成。間隔調節裝置的一種簡易實現方式是由四片平面反射鏡以及支架和導軌，其中第一平面反射鏡與第二平面反射鏡保持平行，第三平面反射鏡和第四平面反射鏡保持平行。四片平面反射鏡通過支架安裝在導軌上并可移動。本發明中所用的調節裝置結構簡單、調整方便，可以解決離軸反射式光學系統光路調整繁雜、困難的問題，有望應用于各種需要進行調整的離軸光學系統中。

技術領域

本發明涉及離軸反射式光學系統的技術領域，具體涉及一種用于離軸反射式光學系統的調整方法及裝置，可用于離軸反射式光學系統光路的快速、準確調整。

背景技術

離軸反射式光學系統具有工作波段寬、光能損失小、無色差等特點，同時可以滿足一些光學系統對于無遮攔的要求，因此得到廣泛應用。

目前常用的調整離軸反射式光學系統光路的方法需要為離軸反射鏡設計復雜的調整裝置，控制離軸反射鏡實現多維度的調整。復雜的調整裝置不僅會增加光學系統的復雜程度，同時會增加光學系統的不穩定性，工作量比較大，對于裝配技術要求比較高。

因此，如何在調整離軸反射式光學系統光路的同時，保證調整的快速性、準確性以及簡易性是一個亟需解決的問題。

發明內容

本發明針對離軸反射式光學系統光路調整時工作量大且準確度不高的難題，克服現有技術的不足，提出一種用于離軸反射式光學系統的調整裝置及方法。該方法所用到的調整裝置結構簡單，調整方便，能夠實現離軸反射式光學系統光路快速、準確以及簡便的調整。

本發明采用的技術方案為：一種用于離軸反射式光學系統的調整方法，該方法利用的裝置包括由兩塊離軸拋物面反射鏡組成的望遠鏡系統和間隔調節裝置，望遠鏡系統的光學結構包括光闌、主鏡、次鏡、出瞳，光源發出的光束經過望遠鏡系統再經剪切板反射后投射在觀察面上得到干涉條紋，干涉條紋可檢驗出射光束的平行度，以此為參照，調整間隔調節裝置，使觀察面上的干涉條紋呈特定形式分布，即可實現光路的調整，間隔調節裝置的一種簡易實現方式是由四片平面反射鏡以及支架和導軌組成，四片平面反射鏡兩兩平行，四片平面反射鏡通過支架安裝在導軌上并可移動。具體實施步驟如下：

步驟(1)：將主鏡與次鏡光軸調整重合之后固定其位置，將間隔調節裝置放置于主鏡與次鏡之間的光路中，并調整主鏡和次鏡的光軸穿過間隔調節裝置中各個平面反射鏡的中心；

步驟(2)：將光源發出的光束經過光闌引入望遠鏡系統，最后從出瞳出射，在出瞳后放置剪切板，經剪切板反射后的光線投射在觀察面處；

步驟(3)：使用間隔調節裝置調整主鏡與次鏡的間隔，當觀察面處所呈現的干涉條紋與水平方向的夾角θ達到預設值θ_s時，完成光路的調整。

其中，間隔調節裝置放置于望遠鏡系統中主鏡和次鏡之間的光路中，放置間隔調節裝置之前，需要保證主鏡與次鏡的光軸重合，同時主鏡與次鏡頂點之間的間距小于兩塊鏡子的焦距之和。

其中，四片平面反射鏡在導軌上的移動方式可以是手動調節的，也可以是電動機驅動的。

其中，在間隔調整裝置中，四片平面反射鏡分為兩組，組與組之間互相垂直，每組內部兩片平面反射鏡互相平行。

其中，光源發出的光束可以按需調整為具有任意波前曲率的光束，當光源發出的光束為平行光時，直接通過剪切板反射后，得到的干涉條紋與水平方向夾角為0°。觀察面可以是白板、白紙，也可以是相機等能夠實現圖像觀察的設備。光束曲率半徑r與干涉條紋偏轉角θ的關系如式(1)所示：

r＝(S·δ)/(λ·sinθ) (1)