專利名稱：一種多光軸成像儀的光軸平行性調(diào)校方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于多光軸成像儀裝調(diào)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種多光軸成像儀的光軸平行性調(diào)校方法。
背景技術(shù)：
光軸平行性是保證多光軸系統(tǒng)各通道觀測相同目標(biāo)的關(guān)鍵指標(biāo)，對(duì)各通道目標(biāo)信息比對(duì)及反演的精度至關(guān)重要。因此多光軸平行性一直都是多光軸光機(jī)系統(tǒng)裝調(diào)及檢測的一個(gè)重點(diǎn)和難點(diǎn)。目前常用的辦法有投影靶法、五棱鏡法、分光路投射法、大口徑平行光管法等。但這些方法存在著需要專用設(shè)備一通用性差，依賴人眼判斷一受主觀因素影響大，嚴(yán)重限制了多光軸平行性調(diào)校的效率和精度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，提出一種多光軸成像儀的光軸平行性調(diào)校方法。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案具體如下:一種多光軸成像儀的光軸平行性調(diào)校方法，包括以下步驟:步驟1:在干涉儀上裝配標(biāo)準(zhǔn)平面鏡，調(diào)節(jié)單模雙平面反射鏡自準(zhǔn)直；步驟i1:將多光軸成像儀的光機(jī)結(jié)構(gòu)倒置放入干涉儀和單模雙平面反射鏡之間；調(diào)節(jié)多光軸成像儀的安裝基面垂直于干涉儀的光軸；步驟ii1:將干涉儀上裝配標(biāo)準(zhǔn)球面鏡，調(diào)節(jié)第一通道光機(jī)系統(tǒng)在安裝基面上的位置及傾斜角度，使第一通道光機(jī)系統(tǒng)與標(biāo)準(zhǔn)球面鏡系統(tǒng)共焦；步驟iv:調(diào)節(jié)第二通道光機(jī)系統(tǒng)在安裝基面上的位置及傾斜角度，使第二通道光機(jī)系統(tǒng)與標(biāo)準(zhǔn)球面鏡系統(tǒng)共焦。在上述技術(shù)方案中，步驟iii還進(jìn)一步包括:通過調(diào)校第一通道光機(jī)系統(tǒng)與安裝基面，調(diào)校第一通道光機(jī)系統(tǒng)的系統(tǒng)波像差；步驟iv還進(jìn)一步包括:通過調(diào)校第二通道光機(jī)系統(tǒng)與安裝基面，調(diào)校第二通道光機(jī)系統(tǒng)的系統(tǒng)波像差。在上述技術(shù)方案中，步驟ii中，調(diào)節(jié)多光軸成像儀的安裝基面垂直于干涉儀的光軸是通過:在安裝基面設(shè)置的表征安裝基面坐標(biāo)的精測棱鏡；利用經(jīng)緯儀將干涉儀的光軸傳遞到精測棱鏡上。在上述技術(shù)方案中，在步驟iii中和步驟iv中，系統(tǒng)波像差的調(diào)校過程中，用經(jīng)緯儀實(shí)時(shí)監(jiān)測并通過精測棱鏡的反射像，及時(shí)糾正系統(tǒng)位置偏差，保證安裝基面垂直于干涉儀的光軸。在上述技術(shù)方案中，標(biāo)準(zhǔn)球面鏡的相對(duì)孔徑大于儀器各通道的相對(duì)孔徑。
本發(fā)明具有以下的有益效果:本發(fā)明的多光軸成像儀的光軸平行性調(diào)校方法，利用干涉儀和經(jīng)緯儀保證多光軸成像儀安裝基面垂直于干涉儀光軸的前提下，根據(jù)干涉儀測波像差原理，將各通道光軸逐次調(diào)校到與干涉儀同光軸。從而在保證各光學(xué)系統(tǒng)成像質(zhì)量的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了多光軸成像儀光軸平行性的調(diào)校，且各光軸垂直于安裝基面。本發(fā)明的多光軸成像儀的光軸平行性調(diào)校方法，無需專用裝置且可以實(shí)現(xiàn)多光軸成像儀的多光軸平行性調(diào)校。本發(fā)明的多光軸成像儀的光軸平行性調(diào)校方法不僅適用性強(qiáng)，調(diào)校精度高，且能實(shí)現(xiàn)多光軸平行性和系統(tǒng)波像差的同時(shí)調(diào)校。


:下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。圖1是本發(fā)明中將干涉儀光軸傳遞給經(jīng)緯儀的原理圖。圖2是本發(fā)明中調(diào)校各通道光軸到與干涉儀同光軸的原理圖。圖中的附圖標(biāo)記表示為:1-干涉儀；2_經(jīng)緯儀；3_標(biāo)準(zhǔn)平面鏡；4_單模雙平面反射鏡；5_標(biāo)準(zhǔn)球面鏡；6-精測棱鏡；7_安裝基面；8_第一通道光機(jī)系統(tǒng)；9_第二通道光機(jī)系統(tǒng)。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的發(fā)明思想為:利用干涉儀和經(jīng)緯儀保證多光軸成像儀安裝基面垂直于干涉儀光軸的前提下，根據(jù)干涉儀測波像差原理，將各通道光軸逐次調(diào)校到與干涉儀同光軸。從而在保證各光學(xué)系統(tǒng)成像質(zhì)量的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了多光軸成像儀光軸平行性的調(diào)校，且各光軸垂直于安裝基面。在各通道光軸平行性調(diào)校中，利用干涉儀測波像差原理，即干涉儀的標(biāo)準(zhǔn)球面鏡發(fā)出球面波經(jīng)與干涉儀共焦的各通道光學(xué)系統(tǒng)后變成平面波，平面波經(jīng)垂直于干涉儀光軸的平面反射鏡的反射沿原路返回，與標(biāo)準(zhǔn)球面鏡反射光波形成干涉，調(diào)校各通道光機(jī)結(jié)構(gòu)與安裝基面的微調(diào)機(jī)構(gòu)，直至各通道的系統(tǒng)波像差滿足要求。從而保證了各通道的光軸依次與干涉儀同軸，實(shí)現(xiàn)了各通道光軸平行性的調(diào)校；為了保證各通道光軸垂直于安裝基面，其特征是在安裝基面上設(shè)置精測棱鏡，以表征安裝基面坐標(biāo)，利用經(jīng)緯儀將干涉儀光軸傳遞到精測棱鏡上。在各通道波像差調(diào)校過程中，用經(jīng)緯儀實(shí)時(shí)監(jiān)測并通過精測棱鏡的反射像及時(shí)糾正系統(tǒng)位置偏差，保證安裝基面垂直于各通道光軸和干涉儀的光軸；在保證各通道光軸平行性的同時(shí)，通過調(diào)節(jié)光機(jī)系統(tǒng)校正各通道的波像差，使各通道光軸平行性及各通道波像差同時(shí)滿足指標(biāo)要求。本發(fā)明的多光軸成像儀的光軸平行性調(diào)校方法，只需裝校過程中通用的干涉儀，經(jīng)緯儀等，不需要任何專用裝置。在調(diào)校過程中使用干涉儀和經(jīng)緯儀有效提高了各通道光軸平行性的精度，并保證了各通道光軸垂直于安裝基面。且能實(shí)現(xiàn)多光軸平行性和系統(tǒng)波像差的同時(shí)調(diào)校。有效提高了儀器調(diào)校的精度和效率。以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施作進(jìn)一步詳細(xì)描述。本發(fā)明的多光軸成像儀的光軸平行性調(diào)校方法的具體實(shí)施方式
中，，干涉儀I為ZYGO干涉儀，經(jīng)緯儀2為Leica經(jīng)緯儀。如圖1和2所示，本發(fā)明的多光軸成像儀的光軸平行性調(diào)校方法具體實(shí)施需要以下四個(gè)步驟:一、調(diào)節(jié)干涉儀I的標(biāo)準(zhǔn)鏡頭調(diào)節(jié)旋鈕，使標(biāo)準(zhǔn)平面鏡3反射像自準(zhǔn)。利用干涉儀測平面面型的方法，即干涉儀I和標(biāo)準(zhǔn)平面鏡3發(fā)出標(biāo)準(zhǔn)平面波經(jīng)單模雙平面反射鏡4反射沿原路返回，與標(biāo)準(zhǔn)平面鏡3的反射光波形成干涉。其中單模雙平面反射鏡4的雙面反射平行度小于2"且面型精度優(yōu)于入/200632.8nm。通過調(diào)整后置單模雙平面反射鏡4的方位和俯仰，使干涉圖中的傾斜量滿足要求。保證了后置單模雙平面反射鏡4垂直于干涉儀I的光軸，固定單模雙平面反射鏡4。并利用經(jīng)緯儀2監(jiān)測單模雙平面反射鏡4反射的十字叉絲像。二、將多光軸成像儀的光機(jī)結(jié)構(gòu)倒置放入干涉儀I和后置單模雙平面反射鏡4之間。通過調(diào)整安裝基面7的位置及在方位和俯仰上的傾斜，使得表征安裝基面坐標(biāo)的精測棱鏡6和單模雙平面反射鏡4在經(jīng)緯儀2反射像完全重合。在多光軸平行性調(diào)校中，始終保證這兩個(gè)反射像完全重合。進(jìn)而保證了多光軸成像儀安裝基面7垂直于干涉儀光軸。三、將干涉儀I的標(biāo)準(zhǔn)平面鏡3換成標(biāo)準(zhǔn)球面鏡5，并如步驟一將標(biāo)準(zhǔn)球面鏡5自準(zhǔn)。為了覆蓋全口徑，標(biāo)準(zhǔn)球面鏡5的相對(duì)孔徑大于儀器各通道的相對(duì)孔徑。裝調(diào)儀器的第一通道光機(jī)系統(tǒng)8，用經(jīng)緯儀2監(jiān)測并糾正精測棱鏡6的反射像及時(shí)糾正系統(tǒng)位置偏差，調(diào)節(jié)第一通道光機(jī)系統(tǒng)8的的位置及傾斜角度，使其與干涉儀I上的標(biāo)準(zhǔn)球面鏡5系統(tǒng)共焦。利用干涉儀測波像差原理，即干涉儀I和標(biāo)準(zhǔn)球面鏡5發(fā)出球面波經(jīng)通道光學(xué)系統(tǒng)后變成平面波，經(jīng)垂直于干涉儀光軸的單模雙平面反射鏡4反射沿原路返回，與標(biāo)準(zhǔn)球面鏡5反射光形成干涉，通過調(diào)校通道光機(jī)系統(tǒng)與安裝基面的微調(diào)機(jī)構(gòu)，調(diào)校系統(tǒng)波像差，直至各通道的系統(tǒng)波像差滿足要求。此時(shí)保證了第一通道光機(jī)系統(tǒng)8的光軸與干涉儀同軸，垂直于安裝基面7。四、同步驟三，用經(jīng)緯儀2監(jiān)測并糾正精測棱鏡6的反射像及時(shí)糾正系統(tǒng)位置偏差，調(diào)校第二通道光機(jī)系統(tǒng)9的波像差直至滿足要求，保證了其他通道的光軸與干涉儀I同軸，且垂直于安裝基面7。通過以上四步即完成多光軸成像儀的各通道光軸平行性和系統(tǒng)波像差的調(diào)校。本發(fā)明的多光軸成像儀的光軸平行性調(diào)校方法中，第一通道光機(jī)系統(tǒng)8和第二通道光機(jī)系統(tǒng)9分別為一個(gè)成像系統(tǒng)，但是該成像系統(tǒng)中沒有設(shè)置檢測裝置，例如可以是用來觀測地球表面圖像并成像的系統(tǒng)。本發(fā)明的多光軸成像儀的光軸平行性調(diào)校方法中，所使用到的透鏡組為標(biāo)準(zhǔn)球面鏡5。平行光波入射到標(biāo)準(zhǔn)球面鏡5，當(dāng)光線到達(dá)最后一個(gè)球面時(shí)，光線是垂直于最后一個(gè)球面的。由于垂直入射，所以部分光波原路返回，形成標(biāo)準(zhǔn)球面光波。部分光波透過標(biāo)準(zhǔn)球面，與被檢系統(tǒng)作用，形成被檢球面光波，與標(biāo)準(zhǔn)球面光波進(jìn)行干涉。在其他的具體實(shí)施方式
中，通道光機(jī)系統(tǒng)的數(shù)量也可以是3個(gè)或者更多，只需依據(jù)本發(fā)明提供的調(diào)校方法依次調(diào)校即可，不再贅述。本發(fā)明的多光軸成像儀的光軸平行性調(diào)校方法，無需專用裝置且可以實(shí)現(xiàn)多光軸成像儀的多光軸平行性調(diào)校。本發(fā)明的多光軸成像儀的光軸平行性調(diào)校方法不僅適用性強(qiáng)，調(diào)校精度高，且能實(shí)現(xiàn)多光軸平行性和系統(tǒng)波像差的同時(shí)調(diào)校。
顯然，上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而并非對(duì)實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無需也無法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動(dòng)仍處于本發(fā)明創(chuàng)造的保護(hù)范圍之中。
權(quán)利要求
1.一種多光軸成像儀的光軸平行性調(diào)校方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟1:在干涉儀(I)上裝配標(biāo)準(zhǔn)平面鏡(3)，調(diào)節(jié)單模雙平面反射鏡(4)自準(zhǔn)直； 步驟i1:將多光軸成像儀的光機(jī)結(jié)構(gòu)倒置放入干涉儀(I)和單模雙平面反射鏡(4)之間；調(diào)節(jié)多光軸成像儀的安裝基面(7)垂直于干涉儀(I)的光軸； 步驟i i 1:將干涉儀(I)上裝配標(biāo)準(zhǔn)球面鏡(5 )，調(diào)節(jié)第一通道光機(jī)系統(tǒng)(8 )在安裝基面(7)上的位置及傾斜角度，使第一通道光機(jī)系統(tǒng)(8)與標(biāo)準(zhǔn)球面鏡(5)系統(tǒng)共焦； 步驟iv:調(diào)節(jié)第二通道光機(jī)系統(tǒng)(9)在安裝基面(7)上的位置及傾斜角度，使第二通道光機(jī)系統(tǒng)(9)與標(biāo)準(zhǔn)球面鏡(5)系統(tǒng)共焦。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)校方法，其特征在于， 步驟iii還進(jìn)一步包括:通過調(diào)校第一通道光機(jī)系統(tǒng)(8)與安裝基面(7)，調(diào)校第一通道光機(jī)系統(tǒng)(8)的系統(tǒng)波像差； 步驟iv還進(jìn)一步包括:通過調(diào)校第二通道光機(jī)系統(tǒng)(9)與安裝基面(7)，調(diào)校第二通道光機(jī)系統(tǒng)(9)的系統(tǒng)波像差。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)校方法，其特征在于，步驟ii中，調(diào)節(jié)多光軸成像儀的安裝基面(7)垂直于干涉儀(I)的光軸是通過: 在安裝基面(7)上設(shè)置的表征安裝基面(7)坐標(biāo)的精測棱鏡(6)； 利用經(jīng)緯儀(2)將干涉儀(I)的光軸傳遞到精測棱鏡(6)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的調(diào)校方法，其特征在于，在步驟iii中和步驟iv中，系統(tǒng)波像差的調(diào)校過程中，用經(jīng)緯儀(2)實(shí)時(shí)監(jiān)測并通過精測棱鏡(6)的反射像，及時(shí)糾正系統(tǒng)位置偏差，保證安裝基面(7 )垂直于干涉儀(I)的光軸。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任意一項(xiàng)所述的調(diào)校方法，其特征在于，標(biāo)準(zhǔn)球面鏡(5)的相對(duì)孔徑大于儀器各通道的相對(duì)孔徑。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種多光軸成像儀的光軸平行性調(diào)校方法，包括以下步驟在干涉儀上裝配標(biāo)準(zhǔn)平面鏡，調(diào)節(jié)單模雙平面反射鏡自準(zhǔn)直；將多光軸成像儀的光機(jī)結(jié)構(gòu)倒置放入干涉儀和單模雙平面反射鏡之間；調(diào)節(jié)多光軸成像儀的安裝基面垂直于干涉儀的光軸；將干涉儀上裝配標(biāo)準(zhǔn)球面鏡，調(diào)節(jié)第一通道光機(jī)系統(tǒng)在安裝基面上的位置及傾斜角度，使第一通道光機(jī)系統(tǒng)與標(biāo)準(zhǔn)球面鏡系統(tǒng)共焦；調(diào)節(jié)第二通道光機(jī)系統(tǒng)在安裝基面上的位置及傾斜角度，使第二通道光機(jī)系統(tǒng)與標(biāo)準(zhǔn)球面鏡系統(tǒng)共焦。本發(fā)明的方法不需要任何專用裝置，且能實(shí)現(xiàn)多光軸平行性和系統(tǒng)波像差的同時(shí)調(diào)校，有效提高了調(diào)校精度和效率。
文檔編號(hào)G02B7/198GK103116209SQ20131004554
公開日2013年5月22日 申請(qǐng)日期2013年2月5日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月5日
發(fā)明者王淑榮, 李占峰 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所