專利名稱：一種分光系統(tǒng)批量生產(chǎn)裝調(diào)工裝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種光學(xué)分光系統(tǒng)的裝調(diào)方法及相應(yīng)的裝調(diào)工裝。
背景技術(shù)：
在復(fù)雜光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，通常會將一束光分成若干束來實(shí)現(xiàn)不同需要，我們把這 部分光路稱為分光系統(tǒng)。分光部分在整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)中相當(dāng)重要，分出的光束能否滿足設(shè)計(jì) 要求，直接影響到后續(xù)光路的質(zhì)量。因此，分光系統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)件(含光學(xué)件)的裝調(diào)在整套 光學(xué)儀器裝配中顯得尤為重要。如圖1所示，光學(xué)設(shè)計(jì)要求，一束入射光線與分光鏡安裝基板的A基準(zhǔn)面平行入 射，經(jīng)第一分光鏡、第二分光鏡、第三分光鏡透射及反射后，要求三路出射光線相互平行且 光線的傳播方向不變。另外，要求第一分光鏡的反射光線與入射光線夾角為60°。但是，現(xiàn) 有的裝調(diào)方法無法滿足該光學(xué)設(shè)計(jì)所涉及的分光系統(tǒng)大批量裝調(diào)在機(jī)械鏡架上。
發(fā)明內(nèi)容為了解決分光系統(tǒng)的大批量生產(chǎn)裝調(diào)需要實(shí)現(xiàn)裝配、互換一格準(zhǔn)的技術(shù)問題，本 實(shí)用新型提供了 一種分光系統(tǒng)批量生產(chǎn)裝調(diào)工裝。一種分光系統(tǒng)批量生產(chǎn)裝調(diào)方法及工裝，其特殊之處在于其依次包括以下步 驟1]組建裝調(diào)工裝，具體步驟如下1. 1]固定分光基板在光學(xué)平臺1上選取恰當(dāng)?shù)奈恢?，并根?jù)分光基板2的擺放位置固定四個(gè)等高的 定位塊3，要求分光基板2的A、B兩加工基準(zhǔn)面能夠與其對應(yīng)的兩定位塊的靠面靠緊，并用 相等的力壓緊四個(gè)壓板4;1. 2]建立第一自準(zhǔn)直測微光管與分光基板的方位關(guān)系在分光基板2的A加工基準(zhǔn)面相對的分光基板外側(cè)固定第一墊板21，放置第一自 準(zhǔn)直測微光管31，在分光基板2的A加工基準(zhǔn)面上靠一個(gè)平面反射鏡51，調(diào)整第一自準(zhǔn)直 測微光管31，使之與平面反射鏡51自準(zhǔn)；1. 3]建立第一自準(zhǔn)直測微光管與分光基板的俯仰位置關(guān)系在分光基板2上，在第一自準(zhǔn)直測微光管31的光軸上靠近A加工基準(zhǔn)面的位置放 置90°標(biāo)準(zhǔn)角度塊6，調(diào)整90°標(biāo)準(zhǔn)角度塊6的位置，使之與第一自準(zhǔn)直測微光管31方位 向?qū)?zhǔn)，調(diào)整第一自準(zhǔn)直測微光管31的俯仰，使第一自準(zhǔn)直測微光管31與90°標(biāo)準(zhǔn)角度塊 6方位、俯仰自準(zhǔn)；1. 4]建立第二自準(zhǔn)直測微光管與經(jīng)緯儀精確瞄準(zhǔn)關(guān)系在第一自準(zhǔn)直測微光管31光軸的相對位置，用經(jīng)緯儀7精確瞄準(zhǔn)第一自準(zhǔn)直測微 光管31 ；順時(shí)針旋轉(zhuǎn)經(jīng)緯儀60°，并在經(jīng)緯儀7相對方向放置第二自準(zhǔn)直測微光管32，將 第二自準(zhǔn)直測微光管32固定在第二墊板22上，調(diào)整第二自準(zhǔn)直測微光管32，使第二自準(zhǔn)直測微光管32與經(jīng)緯儀7精確瞄準(zhǔn)；1. 5]確定第二自準(zhǔn)直測微光管的位置利用大口徑平面反射鏡52，平移第二自準(zhǔn)直測微光管22，使其光軸能夠穿過第一 分光鏡11的安裝位置；將第二墊板22固定在光學(xué)平臺1上；1.6]調(diào)整第三自準(zhǔn)直測微光管與第一自準(zhǔn)直測微光管瞄準(zhǔn)關(guān)系在第一自準(zhǔn)直測微光管11光軸的相對位置、第一分光鏡11的裝配位置，放置一個(gè) 五棱鏡8，調(diào)整第三自準(zhǔn)直測微光管33的角度，使之與第一自準(zhǔn)直測微光管11瞄準(zhǔn)；1. 7]調(diào)整第四自準(zhǔn)直測微光管、第五自準(zhǔn)直測微光管與第三自準(zhǔn)直測微光管的平 行關(guān)系在第三自準(zhǔn)直測微光管33光軸的相對位置，放置大口徑平面反射鏡52，使大口徑 平面反射鏡52的擺放位置能夠同時(shí)覆蓋第二分光鏡12、第三分光鏡13的裝配位置；調(diào)整 大口徑平面反射鏡52的方位、俯仰角度，使大口徑平面反射鏡52與第三自準(zhǔn)直測微光管33 自準(zhǔn)；調(diào)整第四自準(zhǔn)直測微光管34、第五自準(zhǔn)直測微光管35，使其與大口徑平面反射鏡52 自準(zhǔn)；1. 8]研修第一分光鏡俯仰角度誤差將第一分光鏡11安裝到分光基板2上，旋轉(zhuǎn)第一分光鏡11的方位，使之與第二自 準(zhǔn)直測微光管12的方位像自準(zhǔn)，并用第二自準(zhǔn)直測微光管12判讀第一分光鏡11俯仰需要 修正的角度誤差；1.9]調(diào)整自準(zhǔn)直定線望遠(yuǎn)鏡和第三自準(zhǔn)直測微光管的自準(zhǔn)關(guān)系在第三自準(zhǔn)直測微光管13光軸的相對位置，放一自準(zhǔn)直定線望遠(yuǎn)鏡9，自準(zhǔn)直定 線望遠(yuǎn)鏡9固定在第四墊塊M上，調(diào)整自準(zhǔn)直定線望遠(yuǎn)鏡9的俯仰及左右擺動，使其與第 三自準(zhǔn)直測微光管13自準(zhǔn)；將第四墊塊對固定在光學(xué)平臺1上；1. 10]研修第二分光鏡和第三分光鏡俯仰角度誤差將第二分光鏡12安裝到分光基板2上，觀察第四自準(zhǔn)直測微光管34，旋轉(zhuǎn)第二分 光鏡12的方位，直到第四自準(zhǔn)直測微光管34與自準(zhǔn)直定線望遠(yuǎn)鏡9瞄準(zhǔn)，從第四自準(zhǔn)直測 微光管34判讀第二分光鏡12俯仰需要修研的角度誤差；從第五自準(zhǔn)直測微光管35判讀第 三分光13鏡俯仰需要修研的角度誤差；1. 11]固定第一基準(zhǔn)反射鏡和第二基準(zhǔn)反射鏡在第二自準(zhǔn)直測微光管32的相對位置，調(diào)整第一基準(zhǔn)反射鏡41的方位與俯仰，使 之與第二自準(zhǔn)直測微光管32的像完全自準(zhǔn)，鎖死調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，并將第一基準(zhǔn)反射鏡41的鏡座 在光學(xué)平臺1上固定；同樣，在第四自準(zhǔn)直測微光管34的相對位置，固定第二基準(zhǔn)反射鏡 42 ；2]批量裝調(diào)第一分光鏡、第二分光鏡、第三分光鏡，具體步驟如下根據(jù)第一基準(zhǔn)反射鏡41和第二基準(zhǔn)反射鏡42建立各自準(zhǔn)直測微光管與分光基板 2的裝調(diào)位置關(guān)系；以第一基準(zhǔn)反射鏡41為基準(zhǔn)，調(diào)整第二自準(zhǔn)直測微光管32與其自準(zhǔn)； 以第二基準(zhǔn)反射鏡42為基準(zhǔn)，調(diào)整第四自準(zhǔn)直測微光管34與其自準(zhǔn)；重復(fù)步驟1. 7]至步 驟1.10]，完成批量生產(chǎn)裝調(diào)。該方法還包括定期對第一基準(zhǔn)反射鏡41和第二基準(zhǔn)反射鏡42進(jìn)行校正的步驟。一種分光系統(tǒng)批量生產(chǎn)裝調(diào)工裝，其特殊之處在于包括光學(xué)平臺1、設(shè)置在光學(xué)平臺上用于定位分光基板的四個(gè)定位塊3、用于固定第一自準(zhǔn)直測微光管11的第一墊塊 21、用于固定第二自準(zhǔn)直測微光管32的第二墊塊22、用于固定第三自準(zhǔn)直測微光管33及第 四自準(zhǔn)直測微光管34及第五自準(zhǔn)直測微光管35的第三墊塊23、用于固定自準(zhǔn)直定線望遠(yuǎn) 鏡9的第四墊塊M、與第二自準(zhǔn)直測微光管32的像完全自準(zhǔn)的第一基準(zhǔn)反射鏡41、與第四 自準(zhǔn)直測微光管34的像完全自準(zhǔn)的第二基準(zhǔn)反射鏡42 ；所述分光基板用于安裝第一分光 鏡11、第二分光鏡12和第三分光鏡13。本實(shí)用新型所具有的優(yōu)點(diǎn)1、本實(shí)用新型可實(shí)現(xiàn)分光模塊批量化裝調(diào)，提高生產(chǎn)效率，保證模塊的一致性。2、本實(shí)用新型在批量生產(chǎn)中，可根據(jù)第一基準(zhǔn)反射鏡和第二基準(zhǔn)反射鏡建立各光 管與分光基板的裝調(diào)關(guān)系，避免了經(jīng)緯儀及五棱鏡等儀器的重復(fù)使用，只需定期對兩基準(zhǔn) 反射鏡進(jìn)行校正。3、本實(shí)用新型裝調(diào)好的分光模塊具有良好的互換性。
圖1是本實(shí)用新型的光學(xué)設(shè)計(jì)要求圖；圖2是本實(shí)用新型方法中固定分光基板的示意圖；圖3是本實(shí)用新型方法中建立第一自準(zhǔn)直測微光管與分光基板的方位關(guān)系的示 意圖；圖4是本實(shí)用新型方法中建立第一自準(zhǔn)直測微光管與分光基板的俯仰位置關(guān)系 的示意圖；圖5和圖6是本實(shí)用新型方法中建立第二自準(zhǔn)直測微光管與經(jīng)緯儀精確瞄準(zhǔn)關(guān)系 的示意圖；圖7和圖8是本實(shí)用新型方法中確定第二自準(zhǔn)直測微光管的位置的示意圖；圖9是本實(shí)用新型方法中調(diào)整第三自準(zhǔn)直測微光管與第一自準(zhǔn)直測微光管瞄準(zhǔn) 關(guān)系的示意圖；圖10是本實(shí)用新型方法中調(diào)整第四自準(zhǔn)直測微光管、第五自準(zhǔn)直測微光管與第 三自準(zhǔn)直測微光管的平行關(guān)系的示意圖；圖11是本實(shí)用新型方法中的研修第一分光鏡俯仰角度誤差示意圖；圖12是本實(shí)用新型方法中調(diào)整自準(zhǔn)直定線望遠(yuǎn)鏡和第三自準(zhǔn)直測微光管的自準(zhǔn) 關(guān)系的示意圖；圖13和圖14是本實(shí)用新型方法中研修第二分光鏡和第三分光鏡俯仰角度誤差的 示意圖；圖15是本實(shí)用新型方法中固定第一基準(zhǔn)反射鏡和第二基準(zhǔn)反射鏡的示意圖；圖16是本實(shí)用新型方法中批量生產(chǎn)裝調(diào)所需的各工裝部件的安裝位置示意圖；附圖標(biāo)記為1-光學(xué)平臺，2-分光基板，3-定位塊，4-壓板，51-平面反射鏡， 52-大口徑平面反射鏡，6-90°標(biāo)準(zhǔn)角度塊，7-經(jīng)緯儀，8-五棱鏡，9-自準(zhǔn)直定線望遠(yuǎn)鏡， 11-第一分光鏡，12-第二分光鏡，13-第三分光鏡，21-第一墊板，22-第二墊板，23-第三墊 板，24-第四墊板，31-第一自準(zhǔn)直測微光管，32-第二自準(zhǔn)直測微光管，33-第三自準(zhǔn)直測微 光管，34-第四自準(zhǔn)直測微光管，35-第五自準(zhǔn)直測微光管，41-第一基準(zhǔn)反射鏡，42-第二基
5準(zhǔn)反射鏡。
具體實(shí)施方式
首先，根據(jù)裝調(diào)方法的需要，在光學(xué)平臺上選取恰當(dāng)?shù)奈恢?，并根?jù)基板的擺放位 置固定四個(gè)等高的定位塊，如圖2所示，要求基板的A、B兩加工基準(zhǔn)面能夠與其對應(yīng)的兩定 位塊的靠面靠緊，并用相等的力壓緊四個(gè)壓板。在圖3所示位置固定第一墊板，放置0. 1秒第一自準(zhǔn)直測微光管，在分光基板A加 工基準(zhǔn)面靠一 Φ100平面反射鏡51，調(diào)整第一自準(zhǔn)直測微光管，使之與平面反射鏡51自準(zhǔn)， 這樣就建立了第一自準(zhǔn)直測微光管與分光基板的方位關(guān)系。在圖4所示位置放置90°標(biāo)準(zhǔn)角度塊，調(diào)整角度塊的位置，使之與第一自準(zhǔn)直測 微光管方位向?qū)?zhǔn)，調(diào)整第一自準(zhǔn)直測微光管的俯仰，使第一自準(zhǔn)直測微光管與標(biāo)準(zhǔn)角度 塊方位、俯仰自準(zhǔn)。這樣就建立了第一自準(zhǔn)直測微光管與分光基板的俯仰位置關(guān)系。如圖5、6所示，在第一自準(zhǔn)直測微光管光軸的相對位置，用經(jīng)緯儀精確瞄準(zhǔn)第一 自準(zhǔn)直測微光管。順時(shí)針旋轉(zhuǎn)經(jīng)緯儀60°，并在經(jīng)緯儀相對方向放置第二自準(zhǔn)直測微光管， 調(diào)整第二自準(zhǔn)直測微光管，使第二自準(zhǔn)直測微光管與經(jīng)緯儀精確瞄準(zhǔn)。如圖7、8所示，利用Φ 300大口徑平面反射鏡52，平移第二自準(zhǔn)直測微光管，使其 光軸能夠穿過第一分光鏡的安裝位置，并固定第二墊板。如圖9所示，在第一自準(zhǔn)直測微光管光軸的相對位置、第一分光鏡的裝配位置，放 置一五棱鏡，調(diào)整第三自準(zhǔn)直測微光管的角度，使之與第一自準(zhǔn)直測微光管瞄準(zhǔn)。如圖10所示，在第三自準(zhǔn)直測微光管光軸的相對位置，放置大口徑平面反射鏡 52，使大口徑平面反射鏡52的擺放位置能夠同時(shí)覆蓋第二分光鏡、第三分光鏡的裝配位 置。調(diào)整反射鏡的方位、俯仰角度，使大口徑平面反射鏡52與第三自準(zhǔn)直測微光管自準(zhǔn)。調(diào) 整第四自準(zhǔn)直測微光管、第五自準(zhǔn)直測微光管，使其與反射鏡自準(zhǔn)。如圖11所示，將第一分光鏡安裝到分光基板上，旋轉(zhuǎn)分光鏡的方位，使之與第二 自準(zhǔn)直測微光管的方位像自準(zhǔn)，并用第二自準(zhǔn)直測微光管判讀第一分光鏡俯仰需要修正的 角度誤差。第一分光鏡經(jīng)修研，安裝達(dá)到要求后，在第三自準(zhǔn)直測微光管光軸的相對位置，放 一自準(zhǔn)直定線望遠(yuǎn)鏡，如圖12所示，調(diào)整自準(zhǔn)直定線望遠(yuǎn)鏡的俯仰及左右擺動，使其與第 三自準(zhǔn)直測微光管自準(zhǔn)。如圖12所示，將第二分光鏡安裝到分光基板上，觀察第四自準(zhǔn)直測微光管，旋轉(zhuǎn) 第二分光鏡的方位，直到第四自準(zhǔn)直測微光管與自準(zhǔn)直定線望遠(yuǎn)鏡瞄準(zhǔn)，從第四自準(zhǔn)直測 微光管判讀第二分光鏡俯仰需要修研的角度誤差。第二分光鏡經(jīng)修研，安裝達(dá)到要求后，如 圖13所示，從第五自準(zhǔn)直測微光管判讀第三分光鏡俯仰需要修研的角度誤差。至此，一套完整的分光模塊裝調(diào)完成。定位塊及各墊板位置的固定，不僅確保了各 裝調(diào)儀器光軸的等高，同時(shí)明確了各儀器的擺放位置，方便對下一套進(jìn)行裝調(diào)。為簡化此分光模塊批量化裝調(diào)，提高生產(chǎn)效率，保證模塊的一致性，如圖15所示 位置，在第二自準(zhǔn)直測微光管的相對位置，調(diào)整第一基準(zhǔn)反射鏡的方位與俯仰，使之與第二 自準(zhǔn)直測微光管的像完全自準(zhǔn)，鎖死調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，并將鏡座在光學(xué)平臺上牢牢固定。同樣，在 第四自準(zhǔn)直測微光管的相對位置，固定第二基準(zhǔn)反射鏡。在批量生產(chǎn)中，可根據(jù)第一基準(zhǔn)反射鏡和第二基準(zhǔn)反射鏡建立各光管與分光基板的裝調(diào)關(guān)系，避免了經(jīng)緯儀及五棱鏡等儀器 的重復(fù)使用，只需定期對兩基準(zhǔn)反射鏡進(jìn)行校正。同時(shí)，該方法使裝調(diào)好的分光模塊具有良 好的互換性。
權(quán)利要求1. 一種分光系統(tǒng)批量生產(chǎn)裝調(diào)工裝，其特征在于包括光學(xué)平臺(1)、設(shè)置在光學(xué)平臺 上用于定位分光基板的四個(gè)定位塊(3)、用于固定第一自準(zhǔn)直測微光管(11)的第一墊塊 (21)、用于固定第二自準(zhǔn)直測微光管(3 的第二墊塊(22)、用于固定第三自準(zhǔn)直測微光管 (33)及第四自準(zhǔn)直測微光管(34)及第五自準(zhǔn)直測微光管(3 的第三墊塊(23)、用于固定 自準(zhǔn)直定線望遠(yuǎn)鏡(9)的第四墊塊(M)、與第二自準(zhǔn)直測微光管(3 的像完全自準(zhǔn)的第一 基準(zhǔn)反射鏡(41)、與第四自準(zhǔn)直測微光管(34)的像完全自準(zhǔn)的第二基準(zhǔn)反射鏡G2)；所述 分光基板用于安裝第一分光鏡(11)、第二分光鏡(1 和第三分光鏡(13)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種光學(xué)分光系統(tǒng)的裝調(diào)工裝，包括光學(xué)平臺、設(shè)置在光學(xué)平臺上用于定位分光基板的四個(gè)定位塊、用于固定第一自準(zhǔn)直測微光管的第一墊塊、用于固定第二自準(zhǔn)直測微光管的第二墊塊、用于固定第三自準(zhǔn)直測微光管及第四自準(zhǔn)直測微光管及第五自準(zhǔn)直測微光管的第三墊塊、用于固定自準(zhǔn)直定線望遠(yuǎn)鏡的第四墊塊、與第二自準(zhǔn)直測微光管的像完全自準(zhǔn)的第一基準(zhǔn)反射鏡、與第四自準(zhǔn)直測微光管的像完全自準(zhǔn)的第二基準(zhǔn)反射鏡；分光基板用于安裝第一分光鏡、第二分光鏡和第三分光鏡。本實(shí)用新型解決了分光系統(tǒng)的大批量生產(chǎn)裝調(diào)需要實(shí)現(xiàn)裝配、互換一格準(zhǔn)的技術(shù)問題，本實(shí)用新型可實(shí)現(xiàn)分光模塊批量化裝調(diào)，提高生產(chǎn)效率。
文檔編號G02B27/10GK201926803SQ20102069614
公開日2011年8月10日 申請日期2010年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月31日
發(fā)明者何磊, 康世發(fā), 曲桂花, 薛璐, 鄭小霞, 鄭祥柯 申請人:中國科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所