[發明專利]一種檢測和調整球面反射鏡共球心的方法和裝置

有效

• 申請號: 202010845469.0
• 申請日: 2020-08-20
• 公開（公告）號: CN111982473B
• 公開（公告）日: 2022-06-21
• 發明（設計）人: 白華;潘秀山;胡天柱
• 申請（專利權）人: 中國科學院國家天文臺南京天文光學技術研究所
• 主分類號: G01M11/02
• 分類號: G01M11/02;G02B7/182
• 代理公司: 江蘇致邦律師事務所 32230
• 代理人: 樊文紅;尹妍

本發明涉及一種檢測和調整球面反射鏡共球心的方法和裝置，點光源經準直透鏡成為平行光，被偏振分光棱鏡分成兩束振動方向垂直的反射光S和透射光P；透射光經45°旋光晶片后表面反射，再次經過旋光晶片后，被偏振分光棱鏡全部反射進入探測器作為參考光；45°旋光晶片的透射光經聚焦透鏡聚焦成為點光源，發出的球面波經球面反射鏡反射后沿原光路返回，再次經過旋光片后被偏振分光棱鏡全部反射進入接收器作為測試光與參考光發生干涉，通過干涉圖樣以及干涉圖樣的波前信息判斷球面反射鏡是否共球心。本發明采用干涉圖樣和波前信息綜合檢測，提高了球面反射鏡共球心的精度，且對球面反射鏡口徑大小以及是否具有相同的曲率半徑沒有要求，具有較高的普適性。

技術領域

本發明屬于光學檢測和光學元件裝調領域，具體是針對調整兩個或多個、曲率半徑相同或不同的球面反射鏡共球心的方法，主要應用于同心光學系統的裝調。

背景技術

光學檢測和光學元件的裝調領域經常需要調整光學元件共心，比如光譜儀的裝調，特別是以Offner結構和Dyson結構兩種典型的同心結構為基礎的光譜儀，需要調整相同或不同曲率半徑的球面反射鏡共球心。這需要一種普適性且檢測精度高的方法。

發明內容

本發明技術的解決問題：克服現有技術的不足，提供一種普適性的調整相同或不同曲率半徑的球面反射鏡共球心的檢測和裝調方法，解決了用觀測牛頓環的方法只能得到鏡面拼接處局部共相信息的不足，同時采用旋轉偏振光偏振方向的方法減少多余能量損失，增大了光能利用率。

為實現上述技術目的，本發明采用如下技術方案：一種檢測球面反射鏡共球心的方法，其特征在于：包括如下步驟：

1）將點光源發出的球面波經準直透鏡成為平行光；

2）采用偏振分光棱鏡PBS將平行光分成振動方向互相垂直的S光和P光；

3）透射的P光經45°旋光晶片的出射面分為透射光和反射光；所述45°旋光晶片的出射面鍍有半透半反膜；

所述反射光再次經過45°旋光晶片后，振動方向與PBS透射方向垂直，被PBS全部反射，經十字分劃板后進入接收器，作為參考光；

所述透射光經聚焦透鏡聚焦在光闌的中心，形成發散的球面波；將待測球面反射鏡置于光闌后的發散光束中；

4）球面波經待測球面反射鏡反射后，沿原光路返回，經45°旋光晶片后，振動方向與PBS透射方向垂直，被PBS全部反射，經十字分劃板后進入接收器，作為測試光與步驟3）中的參考光發生干涉；

5）通過步驟4）中的干涉圖樣，以及干涉圖樣的波前信息，判斷球面反射鏡的共心情況。

本發明的方法適用于檢測和調整相同或不同曲率半徑的球面反射鏡共球心。

作為本發明的進一步改進，所述步驟1）中，將激光光源耦合進光纖后，出射光經聚焦透鏡聚焦在針孔上，經針孔出射的光作為所述點光源。將激光光源耦合進光纖后出射的光近似點光源，經聚焦透鏡聚焦、針孔濾波后，出射光可以視為理想點光源。

作為本發明的進一步改進，采用CCD對干涉圖像成像，采用波前傳感器探測干涉圖樣波前信息。

作為本發明的進一步改進，所述方法還包括5.1）基于球面反射鏡的共心判斷結果將不同曲率半徑的球面反射鏡調整為共球心，包括：

5.10）將其他球面反射鏡遮擋，保留一個球面反射鏡，即第一球面反射鏡；

5.11）粗調第一球面反射鏡，將第一球面反射鏡反射在光闌上的光斑調整到較小；

5.12）微調第一球面反射鏡，使反射光斑與光闌中心逐步靠近，并調整光斑大小為最小；

5.13）微調第一球面反射鏡，使反射光斑與光闌中心重合，在CCD接收器中找到干涉圖樣；