[發明專利]一種大口徑光學系統基準光軸建立方法

有效

• 申請號: 202110030206.9
• 申請日: 2021-01-11
• 公開（公告）號: CN112378427B
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發明（設計）人: 李金鵬;畢勇;楊永興;王鑫蕊;賴新華;潘森
• 申請（專利權）人: 中科院南京天文儀器有限公司
• 主分類號: G01D5/26
• 分類號: G01D5/26;G01D11/00;G02B27/62
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 李湘群

本發明公開了一種大口徑光學系統基準光軸建立方法。該方法包括：激光跟蹤儀掃描主鏡建模并計算虛擬中心軸；調整靶球位置滿足虛擬中心軸空間方程；干涉儀標記靶球中心位置；調整分劃板中心與干涉儀會聚光斑中心重合，完成虛擬中心軸上空間點標記；重復以上操作，完成虛擬中心軸上另外一空間點標記；經緯儀對準兩塊分劃板中心確定基準光軸。本發明的方法可快速精準的對光學系統建立裝調基準光軸，為后續的裝調檢測工作提供可靠精確的裝調基準，可以適用于各種光學系統，建立的光機系統裝調基準軸精準度高，數字化程度高，建立基準速度快，整體方案簡單高效。

技術領域

本發明屬于光學檢測的技術領域，涉及到光學望遠鏡裝調技術方法，具體涉及到采用激光跟蹤儀-干涉儀聯合測量的大口徑光學系統基準光軸建立方法。

背景技術

在大型光學系統研制領域，將大口徑望遠鏡、大口徑平行光管等裝置中所需零件加工完成后，需要采用特定的光學裝調技術進行系統裝調，裝調完成后的光學系統才能正常工作。望遠鏡裝調的目的是按照光學設計要求，將各光學元件安裝至空間特定位置，使系統達到設計要求的光學性能。若望遠鏡存在失調量則會造成像差增大，成像質量下降，目標細節丟失等情況，因此合理的裝調過程可以保證光學系統達到設計標準。

常見望遠鏡等光學系統裝調方案中，依賴主鏡與機械定位，無標記光軸過程。此方法以主鏡為系統建立整個裝調基準，系統波像差為判別依據，通過調整副鏡實現光學系統的裝調。另一種方案以主鏡邊緣為基準拉兩條十字線，利用十字叉絲作為主鏡頂點中心建立基準。這兩種方案由于無法精準找到主鏡主光軸，會導致光學系統的指向、軸外視場像質與設計出現偏差。

發明內容

針對現有技術中的上述不足之處，本發明提出一種基于激光跟蹤儀-干涉儀聯合測量的大口徑光學系統基準光軸建立方法，可以快速建立望遠鏡等光學系統裝調基準光軸。此方法通用性強，可適用于多種類型的主鏡裝調，特別對于傳統方法無法裝調的環形主鏡，此方法亦具有良好適用性。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種大口徑光學系統基準光軸建立方法，包括：

步驟1：將靶球放置在主鏡邊緣，記錄靶球的空間位置，在主鏡邊緣移動靶球，得到n個靶球坐標；

步驟2：由步驟1獲取的坐標，建立主鏡外輪廓，并計算得出虛擬中心軸的空間直線方程；

步驟3：移動靶球，實時監測靶球位置坐標，直到靶球坐標滿足空間直線方程，此時靶球中心點處于中心軸上；

步驟4：使用干涉儀對準測量靶球，沿虛擬中心軸方向調整干涉儀位置，直到干涉儀獲得干涉條紋在視場內接近0條紋，此時表明干涉儀鏡頭焦點與靶球球心重合；

步驟5：移走靶球，微調第一分劃板位置，直到干涉儀會聚光斑與第一分劃板十字線交點重合即表明第一分劃板調整到位，在空間中固定第一分劃板；

步驟6：更換靶球位置，重復步驟3-5，確定中心軸上另外一點位置，并使用第二分劃板標識；

步驟7：使用經緯儀分別對準第一分劃板和第二分劃板的十字交點，從而建立主鏡基準光軸。

進一步的，使用激光跟蹤儀記錄靶球的空間位置。

進一步的，利用激光跟蹤儀中的軟件建立主鏡外輪廓，并在激光跟蹤儀軟件內部實時監測靶球位置坐標。

進一步的，使用測微顯微鏡微調第一分劃板位置。

與現有技術相比，本發明的優點是：