標(biāo)定非球面反射鏡光軸的系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于光學(xué)裝調(diào)檢測(cè)領(lǐng)域，尤其涉及一種非球面反射鏡確定光軸的方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]球面反射鏡有無(wú)數(shù)個(gè)光軸，且所有光軸都通過(guò)球面反射鏡的球心。非球面反射鏡只有唯一的光軸，且相對(duì)于光軸旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)，即非球面反射鏡的光軸就是其對(duì)稱(chēng)軸且非球面反射鏡的近似球心也落在這條光軸上。
[0003]確定非球面反射鏡的光軸對(duì)光學(xué)系統(tǒng)裝配調(diào)試及檢測(cè)都有重要意義。現(xiàn)在非球面反射鏡的應(yīng)用中，往往在鏡面中部掏有中孔，這樣大大增加了確定其光軸的難度，如何精確標(biāo)定非球面反射鏡的光軸就成為不可回避的工程問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的之一為提供一種能夠精確標(biāo)定非球面反射鏡光軸的系統(tǒng)，本發(fā)明的另一個(gè)目的為提供一種能夠精確標(biāo)定非球面反射鏡光軸的方法。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)解決方案:
[0006]標(biāo)定非球面反射鏡光軸的系統(tǒng)，其特殊之處在于:包括第一光路、第二光路和第三光路，
[0007]所述第一光路包括依次擺放的框架、補(bǔ)償器、激光干涉儀以及PC機(jī)，非球面反射鏡固定在框架上，非球面反射鏡、補(bǔ)償器、激光干涉儀的光軸同軸，所述激光干涉儀的一端為鏡頭且朝向非球面反射鏡，所述激光干涉儀的另一端與PC機(jī)連接，所述鏡頭為球面標(biāo)準(zhǔn)鏡頭且與非球面反射鏡的R/D數(shù)值相匹配，其中R為非球面反射鏡的半徑，D為非球面反射鏡的直徑；
[0008]所述第二光路的結(jié)構(gòu)為:將第一光路中的補(bǔ)償器移除，將第一光路中的激光干涉儀的鏡頭更換為平面標(biāo)準(zhǔn)鏡頭，將調(diào)整系統(tǒng)通過(guò)非球面反射鏡的中孔安裝并固定在框架上，
[0009]所述調(diào)整系統(tǒng)包括空間俯仰和方位二維微調(diào)工裝、安裝軸和姿態(tài)調(diào)整工裝，
[0010]所述空間俯仰和方位二維微調(diào)工裝包括三個(gè)調(diào)整工裝、法蘭盤(pán)狀固定件、光學(xué)組件固定裝置，光學(xué)組件固定裝置上固定有平面反射鏡，平面反射鏡朝向平面標(biāo)準(zhǔn)鏡頭；
[0011]三個(gè)調(diào)整工裝均分固定在法蘭盤(pán)狀固定件上，光學(xué)元件固定在光學(xué)組件固定裝置上，所述調(diào)整工裝包括調(diào)整螺釘、外螺紋套筒、上球頭滑塊以及下球頭滑塊，所述外螺紋套筒、上球頭滑塊以及下球頭滑塊均套裝在調(diào)整螺釘上，所述上球頭滑塊位于外螺紋套筒的一端，所述下球頭滑塊位于外螺紋套筒的另一端；所述外螺紋套筒與法蘭盤(pán)狀固定件固定連接，所述法蘭盤(pán)狀固定件與安裝軸的一端固定連接，所述姿態(tài)調(diào)整工裝固定在安裝軸上;
[0012]所述調(diào)整螺釘固定在光學(xué)組件固定裝置上，所述下球頭滑塊與光學(xué)組件固定裝置接觸；
[0013]平面反射鏡與激光干涉儀的平行光束垂直；
[0014]所述第三光路的結(jié)構(gòu)為:通過(guò)第二光路中的姿態(tài)調(diào)整工裝與車(chē)床回轉(zhuǎn)軸固定連接，并將第二光路中的激光干涉儀更換成內(nèi)調(diào)焦望遠(yuǎn)鏡，所述內(nèi)調(diào)焦望遠(yuǎn)鏡的一端朝向非球面反射鏡，所述內(nèi)調(diào)焦望遠(yuǎn)鏡的另一端與PC機(jī)連接。
[0015]標(biāo)定非球面反射鏡光軸的方法，包括以下步驟:
[0016]I】搭建第一光路，調(diào)整補(bǔ)償器，使得PC機(jī)上顯示的面型指標(biāo)與非球面反射鏡的面型指標(biāo)一致，則激光干涉儀的光軸就能夠代表非球面反射鏡的光軸；
[0017]2】搭建第二光路，激光干涉儀的平面標(biāo)準(zhǔn)鏡頭對(duì)貓眼，保證激光干涉儀發(fā)出平行光束與非球面反射鏡的光軸平行；
[0018]3】調(diào)整空間俯仰和方位二維微調(diào)工裝保證激光干涉儀發(fā)出的平行光束經(jīng)平面反射鏡后的反射光線沿原路返回激光干涉儀，形成的干涉零條紋:
[0019]調(diào)整空間俯仰和方位二維微調(diào)工裝調(diào)整平面反射鏡，并在PC機(jī)中觀察干涉條紋修正至最少即零條紋，此時(shí)平面反射鏡的平面與激光干涉儀的光軸完全垂直，即也就說(shuō)明空間俯仰和方位二維微調(diào)工裝與非球面反射鏡的光軸完全垂直；
[0020]4】搭建第三光路，通過(guò)內(nèi)調(diào)焦望遠(yuǎn)鏡調(diào)焦找到非球面反射鏡的球心像和空間俯仰和方位二維微調(diào)工裝中平面鏡的自準(zhǔn)直反射像，在車(chē)床主軸回轉(zhuǎn)過(guò)程中，調(diào)整姿態(tài)調(diào)整工裝的俯仰、方位及上下、左右平移，保證球心像和自準(zhǔn)直反射像的晃動(dòng)量最小直至不晃動(dòng)，此時(shí)非球面反射鏡的光軸已經(jīng)確定，非球面反射鏡的光軸和車(chē)床回轉(zhuǎn)軸完全重合。
[0021]本發(fā)明所具有的優(yōu)點(diǎn):
[0022]1.通過(guò)高精度干涉檢測(cè)光路控標(biāo)定非球面反射鏡與光軸平行的自準(zhǔn)直像，通過(guò)內(nèi)調(diào)焦望遠(yuǎn)鏡控制非球面反射鏡的球心像，利用光學(xué)非接觸的方式準(zhǔn)確尋找到非球面反射鏡的光軸，擺脫了傳統(tǒng)依靠打表確定非球面反射鏡光軸的方法。
[0023]2.非接觸測(cè)量與標(biāo)定，降低了鏡面劃傷的風(fēng)險(xiǎn)。
[0024]3.模塊化的工裝部件，方便拆卸與替換。
【附圖說(shuō)明】
[0025]圖1為本發(fā)明第一光路的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖2為本發(fā)明第二光路的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖3為本發(fā)明調(diào)整系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖4為本發(fā)明調(diào)整工裝的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖5為本發(fā)明第三光路的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]標(biāo)定非球面反射鏡光軸的系統(tǒng)，包括第一光路、第二光路和第三光路，如圖1-5所示，第一光路包括依次擺放的框架1、補(bǔ)償器2、激光干涉儀3以及PC機(jī)4，非球面反射鏡5固定在框架I上，非球面反射鏡、補(bǔ)償器、激光干涉儀的光軸同軸，激光干涉儀的一端為鏡頭且朝向非球面反射鏡，激光干涉儀的另一端與PC機(jī)連接，鏡頭為球面標(biāo)準(zhǔn)鏡頭且與非球面反射鏡的R/D數(shù)值相匹配，其中R為非球面反射鏡的半徑，D為非球面反射鏡的直徑；
[0031]第二光路的結(jié)構(gòu)為:將第一光路中的補(bǔ)償器移除，將第一光路中的激光干涉儀3的鏡頭更換為平面標(biāo)準(zhǔn)鏡頭，將調(diào)整系統(tǒng)通過(guò)非球面反射鏡的中孔安裝并固定在框架上，
[0032]調(diào)整系統(tǒng)包括空間俯仰和方位二維微調(diào)工裝7、安裝軸8和姿態(tài)調(diào)整工裝9，
[0033]空間俯仰和方位二維微調(diào)工裝7包括三個(gè)調(diào)整工裝71、法蘭盤(pán)狀固定件72、光學(xué)組件固定裝置73，光學(xué)組件固定裝置上固定有平面反射鏡74，平面反射鏡朝向平面標(biāo)準(zhǔn)鏡頭;
[0034]三個(gè)調(diào)整工裝71均分固定在法蘭盤(pán)狀固定件上，所述調(diào)整工裝包括調(diào)整螺釘75、外螺紋套筒76、上球頭滑塊77以及下球頭滑塊78，外螺紋套筒、上球頭滑塊以及下球頭滑塊均套裝在調(diào)整螺釘上，上球頭滑塊位于外螺紋套筒的一端，下球頭滑塊位于外螺紋套筒的另一端；外螺紋套筒與法蘭盤(pán)狀固定件固定連接，法蘭盤(pán)狀固定件與安裝軸的一端固定連接，姿態(tài)調(diào)整工裝固定在安裝軸上；
[0035]調(diào)整螺釘固定在光學(xué)組件固定裝置上，下球頭滑塊與光學(xué)組件固定裝置接觸；
[0036]平面反射鏡與激光干涉儀的平行光束垂直；
[0037]第三光路的結(jié)構(gòu)為:通過(guò)第二光路中的姿態(tài)調(diào)整工裝與車(chē)床回轉(zhuǎn)軸固定連接，并將第二光路中的激光干涉儀更換成內(nèi)調(diào)焦望遠(yuǎn)鏡，所述內(nèi)調(diào)焦望遠(yuǎn)鏡的一端朝向非球面反射鏡，所述內(nèi)調(diào)焦望遠(yuǎn)鏡的另一端與PC機(jī)連接。
[0038]標(biāo)定非球面反射鏡光軸的方法，包括以下步驟:
[0039]I】搭建第一光路，調(diào)整補(bǔ)償器，使得PC機(jī)上顯示的面型指標(biāo)與非球面反射鏡的面型指標(biāo)一致，則激光干涉儀的光軸就能夠代表非球面反射鏡的光軸；
[0040]2】搭建第二光路，激光干涉儀的平面標(biāo)準(zhǔn)鏡頭對(duì)貓眼，保證激光干涉儀發(fā)出平行光束與非球面反射鏡的光軸平行；
[0041]3】調(diào)整空間俯仰和方位二維微調(diào)工裝保證激光干涉儀發(fā)出的平行光束經(jīng)平面反射鏡后的反射光線沿原路返回激光干涉儀，形成的干涉零條紋:
[0042]調(diào)整空間俯仰和方位二