一種基于光學(xué)系統(tǒng)失調(diào)量解算的光機(jī)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性評估方法
【專利摘要】一種基于光學(xué)系統(tǒng)失調(diào)量解算的光機(jī)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性評估方法屬于光學(xué)系統(tǒng)集成領(lǐng)域，該方法是根據(jù)初始時刻和待評估時刻光學(xué)系統(tǒng)的波面偏差解算系統(tǒng)失調(diào)量，根據(jù)系統(tǒng)失調(diào)量調(diào)整相應(yīng)補(bǔ)償器，將調(diào)整后系統(tǒng)與初始時刻的系統(tǒng)波面偏差作為是否完成穩(wěn)定性評估的判據(jù)，解算的失調(diào)量即為對應(yīng)光機(jī)結(jié)構(gòu)在該時間段內(nèi)的長期不穩(wěn)定性。本發(fā)明的方法適用于光機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的光學(xué)系統(tǒng)長期穩(wěn)定性的實時評估，克服了傳統(tǒng)穩(wěn)定性評估方法受限于空間位置的問題。
【專利說明】一種基于光學(xué)系統(tǒng)失調(diào)量解算的光機(jī)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性評估方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于光學(xué)系統(tǒng)集成領(lǐng)域，涉及一種基于光學(xué)系統(tǒng)失調(diào)量解算的光機(jī)結(jié)構(gòu)長期穩(wěn)定性評估方法。
【背景技術(shù)】
[0002]高精度的光學(xué)系統(tǒng)需要高的系統(tǒng)波面長期穩(wěn)定性，以滿足系統(tǒng)標(biāo)定和裝調(diào)的需求，而系統(tǒng)的波面穩(wěn)定性依賴于系統(tǒng)光機(jī)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。光學(xué)系統(tǒng)光機(jī)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性是在系統(tǒng)設(shè)計和制造過程中需要重點考慮的內(nèi)容之一。在文獻(xiàn)(Dimensionalstability:anoverviewProc.0fSPIE, 1990, 1335:2-19)中Mr.Paquin先生將光機(jī)結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定性分為四類:瞬時不穩(wěn)定性，周期熱循環(huán)產(chǎn)生應(yīng)力的不穩(wěn)定性，熱應(yīng)力導(dǎo)致的不穩(wěn)定性以及磁滯不穩(wěn)定性。其中由于系統(tǒng)微觀結(jié)構(gòu)的改變以及應(yīng)力釋放引起的瞬時不穩(wěn)定性和由系統(tǒng)所處環(huán)境溫度變化引起的熱應(yīng)力導(dǎo)致的不穩(wěn)定性與光學(xué)系統(tǒng)的裝調(diào)和檢測過程息息相關(guān)。我們可以定義它們?yōu)楣鈱W(xué)系統(tǒng)光機(jī)結(jié)構(gòu)的長期穩(wěn)定性，它們將影響系統(tǒng)裝調(diào)過程中的迭代速度，甚至導(dǎo)致系統(tǒng)的裝調(diào)無法收斂。常用的光機(jī)結(jié)構(gòu)長期穩(wěn)定性測試設(shè)備有商用的雙頻激光干涉儀、電容傳感器，比如renishaw的XL80系統(tǒng)等。但當(dāng)光機(jī)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜或需要實時測量光機(jī)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性時，這種直接測量的方式可能會遇到空間布置受限等困難。
[0003]根據(jù)光學(xué)系統(tǒng)波面穩(wěn)定性與系統(tǒng)光機(jī)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的相關(guān)性，結(jié)合光學(xué)系統(tǒng)的計算機(jī)輔助裝調(diào)技術(shù)，提供一種基于光學(xué)系統(tǒng)失調(diào)量解算的光機(jī)結(jié)構(gòu)長期穩(wěn)定性實時評估方案，可以在一定程度上較為準(zhǔn)確的評估光機(jī)結(jié)構(gòu)的長期穩(wěn)定性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種基于光學(xué)系統(tǒng)失調(diào)量解算的光機(jī)結(jié)構(gòu)長期穩(wěn)定性評估方法，實現(xiàn)實時的光機(jī)結(jié)構(gòu)長期穩(wěn)定性評估。
[0005]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下:
[0006]一種基于光學(xué)系統(tǒng)失調(diào)量解算的光機(jī)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性評估方法，包括如下步驟:
[0007]步驟一、完成光學(xué)系統(tǒng)的機(jī)械裝配并借助計算機(jī)輔助裝調(diào)技術(shù)完成光學(xué)系統(tǒng)的集成裝調(diào)；
[0008]步驟二、完成步驟一中所得到的光學(xué)系統(tǒng)的出瞳面波像差檢測；
[0009]步驟三、借助步驟二中的出瞳面波像差檢測結(jié)果，建立光學(xué)系統(tǒng)的敏感度矩陣J，過程如下:
[0010]步驟3.1、根據(jù)光學(xué)系統(tǒng)為反射式或折返式或折射式系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點，合理選取待評估元件的結(jié)構(gòu)參數(shù)生成預(yù)選補(bǔ)償器組；
[0011]步驟3.2、在步驟3.1所得的各預(yù)選補(bǔ)償器中人為引入失調(diào)量Λ X，分別測得與之對應(yīng)的系統(tǒng)出瞳面波像差ζ ；
[0012]步驟3.3、求解光學(xué)系統(tǒng)的敏感度矩陣:
[0013]
【權(quán)利要求】
1.一種基于光學(xué)系統(tǒng)失調(diào)量解算的光機(jī)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性評估方法，其特征在于，該方法包括如下步驟: 步驟一、完成光學(xué)系統(tǒng)的機(jī)械裝配并借助計算機(jī)輔助裝調(diào)技術(shù)完成光學(xué)系統(tǒng)的集成裝調(diào)； 步驟二、完成步驟一中所得到的光學(xué)系統(tǒng)的出瞳面波像差檢測； 步驟三、借助步驟二中的出瞳面波像差檢測結(jié)果，建立光學(xué)系統(tǒng)的敏感度矩陣J，過程如下: 步驟3.1、根據(jù)光學(xué)系統(tǒng)為反射式或折返式或折射式系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點，合理選取待評估元件的結(jié)構(gòu)參數(shù)生成預(yù)選補(bǔ)償器組； 步驟3.2、在步驟3.1所得的各預(yù)選補(bǔ)償器中人為引入失調(diào)量Λχ，分別測得與之對應(yīng)的系統(tǒng)出瞳面波像差ζ ; 步驟3.3、求解光學(xué)系統(tǒng)的敏感度矩陣:
【文檔編號】G01M11/08GK103969034SQ201410182055
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年4月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月30日
【發(fā)明者】謝耀, 王麗萍, 金春水, 于杰, 王輝, 周烽, 郭本銀, 王君 申請人:中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所