[發明專利]數字化光軸的高精度復現裝置

在審

• 申請號: 202011486355.8
• 申請日: 2020-12-16
• 公開（公告）號: CN112729777A
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發明（設計）人: 姜有恩;周麗;龐向陽;呂鳳年;李學春;朱健強
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海光學精密機械研究所
• 主分類號: G01M11/02
• 分類號: G01M11/02
• 代理公司: 上海恒慧知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31317
• 代理人: 張寧展

1.一種數字化光軸的高精度復現裝置，其特征在于，包括：

基準點標定機構，所述基準點標定機構用于標定三個數字化光軸基準點的三維空間坐標；

激光器，所述激光器用于產生模擬光束，將光軸實體化；

小孔板，所述小孔板用于限制模擬光束的指向使其穿過第一個數字化光軸基準點，并將模擬光束的光斑形狀轉換成尺寸合適的規則光斑；

第一對準板，所述第一對準板用于限制模擬光束的指向使其穿過第二個數字化光軸基準點；

第二對準板，所述第二對準板用于判斷復現光軸的誤差；

高精度坐標約束機構，所述高精度坐標約束機構用于約束基準點的三維坐標，夾持和高精度切換基準點標定機構、小孔板、第一對準板和第二對準板；

以及，光場成像分析裝置，所述光場成像分析裝置用于對第一對準板所在處的光場成像，判斷模擬光束是否同時穿過小孔板和第一對準板的中心坐標，以及用于對第二對準板所在處的光場成像，測量實體化光軸的復現誤差。

2.根據權利要求1所述的數字化光軸的高精度復現裝置，其特征在于，所述小孔板、第一對準板和第二對準板為透光區域具有特殊圖案的帶孔屏。

3.根據權利要求2所述的數字化光軸的高精度復現裝置，其特征在于，所述特殊圖案是通過超短脈沖激光精密加工的且尺寸精度優于5微米。

4.根據權利要求1所述的數字化光軸的高精度復現裝置，其特征在于，所述小孔板為通光孔呈質心位于幾何中心的規則形狀的小孔光闌。

5.根據權利要求4所述的數字化光軸的高精度復現裝置，其特征在于，所述規則形狀為圓形、方形或正六邊形。

6.根據權利要求4所述的數字化光軸的高精度復現裝置，其特征在于，所述小孔光闌為硬邊光闌或軟邊光闌。

7.根據權利要求6所述的數字化光軸的高精度復現裝置，其特征在于，所述硬邊光闌的通光孔尺寸與模擬光束傳輸距離相匹配，滿足菲涅耳數遠大于1，即通光孔外接圓半徑其中λ為模擬光波長，L為小孔板與第二對準板的間距。

8.根據權利要求6所述的數字化光軸的高精度復現裝置，其特征在于，所述軟邊光闌為通光孔邊緣具有鋸齒結構的消衍射光闌；所述鋸齒結構的齒形為方形、三角形、正弦形或高斯形等。

9.根據權利要求1所述的數字化光軸的高精度復現裝置，其特征在于，所述第一對準板和第二對準板為帶有針孔且透光區域的質心與針孔中心重合的“十字”叉絲或同心環。

10.根據權利要求1所述的數字化光軸的高精度復現裝置，其特征在于，所述高精度坐標約束機構可約束基準點標定機構、小孔板、第一對準板和第二對準板的中心位置，且基準點標定機構、小孔板、對準板相互切換后中心坐標的位置精度優于10微米。