本發(fā)明涉及光電集成測試，具體涉及一種雙反光學系統(tǒng)快速裝調(diào)裝置及方法。

背景技術：

1、雙反光學系統(tǒng)是一種典型的光學系統(tǒng)，具有系統(tǒng)像差小、結(jié)構(gòu)簡單、無色差等特點，在天文觀測、精密儀器、角度測量等領域廣泛應用。隨著光學表面加工技術，特別是非球面加工技術的發(fā)展，雙反光學系統(tǒng)的應用得到了極大提升，比如天文望遠鏡的rc光學系統(tǒng)(ritchey-chrétien?system)，多譜段平行光源中的離軸雙反系統(tǒng)等。

2、光學系統(tǒng)裝調(diào)工作是通過調(diào)整光學元件相對位置關系，降低加工誤差，使光學系統(tǒng)滿足所需成像質(zhì)量要求。目前，雙反光學系統(tǒng)裝調(diào)主要采用直接測量法和自準直測量法，直接測量法中采用平行光源模擬測量目標，但是大口徑平行光源的研制難度限制了該方法在大口徑光學系統(tǒng)中的應用，自準直方法采用大口徑標準反射鏡或拼接標準反射鏡實現(xiàn)光束路徑，有效的解決了研制難度的問題，具有廣泛的應用前景。

3、計算機裝調(diào)技術的發(fā)展，提升了光學系統(tǒng)的裝調(diào)效率，但也增加了系統(tǒng)的復雜度，光學系統(tǒng)在應用場景、規(guī)格及成本等受限條件下，人工裝調(diào)仍然是重要的工藝環(huán)節(jié)。但是，隨著光學系統(tǒng)口徑增大，雙反系統(tǒng)的迭代調(diào)試過程變得復雜，在整個集成裝調(diào)過程中，往往是根據(jù)操作人員的主觀判斷進行大范圍尋找成像光斑，造成準確性和重復性差，這與操作人員的經(jīng)驗差異、疲勞狀態(tài)等因素有關，因此如何快速識別成像光斑、降低人為操作因素、提升集成調(diào)試效率，成為亟需解決的問題。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術問題是現(xiàn)有雙反光學系統(tǒng)大多通過人工裝調(diào)，使得準確性和重復性差、識別成像光斑速度慢、集成調(diào)試效率低，目的在于提供一種雙反光學系統(tǒng)快速裝調(diào)裝置及方法，解決了準確性和重復性差、識別成像光斑速度慢、集成調(diào)試效率低的問題。

2、本發(fā)明通過下述技術方案實現(xiàn)：

3、一種雙反光學系統(tǒng)快速裝調(diào)裝置，包括波前測量裝置、被測雙反光學系統(tǒng)、裝調(diào)適配件和標準反射鏡，

4、波前測量裝置用于向被測雙反光學系統(tǒng)發(fā)射光束，并用于接收從被測雙反光學系統(tǒng)出射的光束，還用于測量光學波前形狀，波前測量裝置、被測雙反光學系統(tǒng)與標準反射鏡依次設置且組成第一自準直測量光路；

5、被測雙反光學系統(tǒng)具有主焦點；

6、裝調(diào)適配件與被測雙反光學系統(tǒng)連接，用于尋找成像光斑；

7、標準反射鏡用于向被測雙反光學系統(tǒng)反射從向被測雙反光學系統(tǒng)射入的光束。

8、作為一種可能的設計，上述被測雙反光學系統(tǒng)包括主鏡組件、副鏡框和副鏡組件，

9、所述主鏡組件與波前測量裝置相對設置，光束經(jīng)過波前測量裝置射入主鏡組件再經(jīng)標準反射鏡反射，用于對主鏡組件進行調(diào)裝，所述主鏡組件具有主焦點；

10、所述副鏡框可拆卸安裝在裝調(diào)適配件上，用于安裝副鏡組件；

11、所述副鏡組件可拆卸安裝在副鏡框上，用于進行光束二次反射自準直測量，所述副鏡組件和主鏡組件組合后具有系統(tǒng)焦點，所述波前測量裝置、被測雙反光學系統(tǒng)、標準反射鏡通過系統(tǒng)焦點組成第二自準直測量光路。

12、作為一種可能的設計，上述副鏡組件包括凸反射鏡和凹反射鏡。

13、作為一種可能的設計，上述裝調(diào)適配件上開設有小孔，小孔與主焦點同心設置；小孔直徑≤0.5mm。

14、作為一種可能的設計，上述裝調(diào)適配件上設置有小孔的同心圓刻線，同心圓刻線直徑≥5mm。

15、作為一種可能的設計，上述波前測量裝置包括激光干涉儀和夏克-哈特曼波前傳感器；標準反射鏡包括凹球面反射鏡、凸球面反射鏡和平面反射鏡。

16、本發(fā)明還提供一種雙反光學系統(tǒng)快速裝調(diào)方法，配合一種雙反光學系統(tǒng)快速裝調(diào)裝置進行調(diào)整，包括如下步驟：

17、將被測雙反光學系統(tǒng)作為安裝基準，將波前測量裝置、被測雙反光學系統(tǒng)的主鏡組件與標準反射鏡依次設置且組成第一自準直測量光路；

18、依據(jù)波前測量裝置測量得到的主焦點波前形狀，分解出低階像差，通過調(diào)整波前測量裝置位置，使階像差降至設計值或確定值，確定標準反射鏡與主鏡組件的相對位置關系；

19、將副鏡框和裝調(diào)適配件連接，對裝調(diào)適配件進行裝調(diào)；

20、將副鏡組件和副鏡框連接，調(diào)整波前測量裝置，使波前測量裝置、被測雙反光學系統(tǒng)、標準反射鏡通過系統(tǒng)焦點組成第二自準直測量光路；

21、對副鏡組件進行裝調(diào)，依據(jù)波前測量裝置測量得到的系統(tǒng)焦點的波前形狀，分解出低階像差，通過調(diào)整副鏡組件位置，使低階像差降至設計值或確定值，確定副鏡組件和主鏡組件的相對位置；

22、若主鏡組件與副鏡組件的鏡面相對位置誤差超出副鏡組件的調(diào)整裕量，對副鏡組件進行精細調(diào)整，在此過程中，并使裝調(diào)適配件和主焦點處于同心和同軸狀態(tài)，便于快速恢復裝調(diào)位置；

23、精細調(diào)整后的副鏡組件安裝在副鏡框上，依據(jù)波前測量裝置測量得到的系統(tǒng)焦點波前形狀，分解出低階像差結(jié)果，若低階像差與設計值或確定值的差異超出容差范圍，則調(diào)整副鏡組件位置或精細調(diào)整副鏡組件，直至低階像差與設計值或確定值的差異在容差范圍內(nèi)，進而完成被測雙反光學系統(tǒng)的光學裝調(diào)。

24、作為一種可能的設計，上述對裝調(diào)適配件進行裝調(diào)包括如下步驟：

25、調(diào)整裝調(diào)適配件的位置，使主焦點經(jīng)過裝調(diào)適配件的小孔，完成主焦點與裝調(diào)適配件小孔同心；

26、前后調(diào)整裝調(diào)適配件的位置和角度和副鏡框的位置，使主焦點前后光斑與裝調(diào)適配件的小孔同心，完成主焦點與裝調(diào)適配件小孔同軸，確定副鏡組件的初始位置。

27、作為一種可能的設計，上述伸縮移動裝調(diào)適配件移動部分調(diào)整包括：

28、調(diào)整所述裝調(diào)適配件移動部分的伸縮行程至大于被測雙反光學系統(tǒng)的f數(shù)(f-ratio)和裝調(diào)適配件同心圓刻線直徑的乘積，保證主焦點前后的彌散斑直徑大于小孔同心圓刻線。

29、作為一種可能的設計，上述對副鏡組件精細調(diào)整包括：

30、將副鏡組件拆除、填充或研磨副鏡組件和安裝副鏡組件。

31、本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，具有如下的優(yōu)點和有益效果：

32、本發(fā)明利用裝調(diào)適配件快速尋找成像光斑，解決了雙反光學系統(tǒng)裝調(diào)效率問題，克服了以往裝調(diào)迭代次數(shù)多、重復差、主觀誤差大等缺陷，提升了裝調(diào)效率和重復定位能力，為雙反光學系統(tǒng)快速裝調(diào)提供了一種可借鑒的方法。

技術特征：

1.一種雙反光學系統(tǒng)快速裝調(diào)裝置，其特征在于，包括波前測量裝置(1)、被測雙反光學系統(tǒng)(2)、裝調(diào)適配件(3)和標準反射鏡(4)，

2.根據(jù)權利要求1所述的一種雙反光學系統(tǒng)快速裝調(diào)裝置，其特征在于，所述被測雙反光學系統(tǒng)(2)包括主鏡組件(5)、副鏡框(6)和副鏡組件(7)，

3.根據(jù)權利要求2所述的一種雙反光學系統(tǒng)快速裝調(diào)裝置，其特征在于，所述副鏡組件(7)包括凸反射鏡和凹反射鏡。

4.根據(jù)權利要求3所述的一種雙反光學系統(tǒng)快速裝調(diào)裝置，其特征在于，所述裝調(diào)適配件(3)上開設有小孔，所述小孔與主焦點(8)同心設置；所述小孔直徑≤0.5mm。

5.根據(jù)權利要求4所述的一種雙反光學系統(tǒng)快速裝調(diào)裝置，其特征在于，所述裝調(diào)適配件(3)上設置有小孔的同心圓刻線，所述同心圓刻線直徑≥5mm。

6.根據(jù)權利要求3所述的一種雙反光學系統(tǒng)快速裝調(diào)裝置，其特征在于，所述波前測量裝置(1)包括激光干涉儀和夏克-哈特曼波前傳感器；所述標準反射鏡(4)包括凹球面反射鏡、凸球面反射鏡和平面反射鏡。

7.一種雙反光學系統(tǒng)快速裝調(diào)方法，其特征在于，配合權利要求2～6任意一項所述的一種雙反光學系統(tǒng)快速裝調(diào)裝置進行調(diào)整，包括如下步驟：

8.根據(jù)權利要求7所述的一種雙反光學系統(tǒng)快速裝調(diào)方法，其特征在于，所述對裝調(diào)適配件(3)進行裝調(diào)包括如下步驟：

9.根據(jù)權利要求8所述的一種雙反光學系統(tǒng)快速裝調(diào)方法，其特征在于，所述伸縮移動裝調(diào)適配件(3)移動部分調(diào)整包括：

10.根據(jù)權利要求7所述的一種雙反光學系統(tǒng)快速裝調(diào)方法，其特征在于，所述對副鏡組件(7)精細調(diào)整包括：

技術總結(jié)
本發(fā)明公開了一種雙反光學系統(tǒng)快速裝調(diào)裝置及方法，涉及光電集成測試技術領域。一種雙反光學系統(tǒng)快速裝調(diào)裝置，包括波前測量裝置、被測雙反光學系統(tǒng)、裝調(diào)適配件和標準反射鏡，波前測量裝置用于向被測雙反光學系統(tǒng)發(fā)射光束，并用于接收從被測雙反光學系統(tǒng)出射的光束，還用于測量光學波前形狀，波前測量裝置、被測雙反光學系統(tǒng)與標準反射鏡依次設置且組成第一自準直測量光路；被測雙反光學系統(tǒng)具有主焦點；裝調(diào)適配件與被測雙反光學系統(tǒng)連接，用于尋找成像光斑；標準反射鏡用于向被測雙反光學系統(tǒng)反射從向被測雙反光學系統(tǒng)射入的光束。本發(fā)明解決了準確性和重復性差、識別成像光斑速度慢、集成調(diào)試效率低的問題。

技術研發(fā)人員：譚家林
受保護的技術使用者：四川中飛合創(chuàng)科技有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/1/9