[实用新型]离轴抛物面镜关键参数的标定系统

说明书

技术领域

本实用新型属于光学装调检测领域，尤其涉及一种离轴抛物面镜关键参数的标定系统。

背景技术

离轴抛物面镜是应用比较广泛的光学元件，主要是因为它能够以简单的形式产生无中心遮拦的平行光束。它的缺点是装调非常困难，它不是旋转对称曲面，相当于在旋转对称曲面当中截取了一部分，所以只有虚拟的回转光轴，使得以往常规的同轴穿心方法无法实现离轴光学系统共光轴的调整，从而无法保证离轴系统的装调精度，更无法保证离轴系统的成像质量。离轴光学系统装调的核心问题是离轴反射镜的关键参数的确定，而离轴反射镜关键参数的确定又正是工程实现的技术难点。

现有离轴抛物面镜关键参数的标定方法：

方法1：如图1所示，将刀口仪放置在离轴抛物面镜的焦点F位置，利用平面反射镜形成自准直光路。直接使用卷尺近似测量出离轴量，再用卷尺近似测量焦点到抛物面镜的直线距离，使用勾股定理算出离轴角。

此方法的缺点：

1、卷尺精度一般为毫米量级，使用其进行测量无法达到高精度的微米量级；

2、无法准确定位的抛物面相关几何位置，卷尺只能进行近似测量，累积误差也为毫米量级，无法到达高精度的检测要求；

3、接触式测量易划伤镜面。

方法2：如图2所示，将经纬仪大地水平放置在离轴抛物面镜的焦点位置，利用平面反射镜形成自准直光路。通过经纬仪瞄准离轴镜的上下边缘，测量其相应角度，两角度和的一般即为离轴角的大小。再使用卷尺测量离轴镜焦点到其镜面中点的距离，结合勾股定理算出离轴量。

此方法的缺点：

1、离轴角的测量虽然较为准确，但经纬仪、离轴镜与平面反射镜必须都以大地水平为基准，自准直光路搭建较为困难。

2、离轴量的测量还是使用卷尺结合公式计算的间接方法，精度为毫米量级，无法达到微米级的高精度要求。

3、接触式测量易划伤镜面。

发明内容

为了解决现有技术中离轴抛物面镜关键参数即离轴量、离轴角测量精度低，易划伤离轴抛物面镜的技术问题，本实用新型提供了一种有效实现离轴抛物面镜关键参数标定的系统。

本实用新型的技术解决方案：

离轴抛物面镜的关键参数标定系统，其特殊之处在于：包括第一光路、第二光路、第三光路、第四光路以及第五光路；

所述第一光路包括激光干涉仪10、平面反射镜7、基准十字靶标5和离轴抛物面镜6，所述激光干涉仪10发出的汇聚光束焦点与离轴抛物面镜6焦点完全重合，所述激光干涉仪10发出的光束经过离轴抛物面镜6反射后垂直入射在平面反射镜7上并沿原路返回；所述基准十字靶标5放置在激光干涉仪10汇聚光束焦点和离轴抛物面镜6的原光轴的交汇处，基准十字靶标5与激光干涉仪10对猫眼；

所述第二光路的结构为：在第一光路的基础上架设第一经纬仪1，第一经纬仪1与平面反射镜7自准直，并与基准十字靶标5穿心；

所述第三光路的结构为：将第二光路中的平面反射镜7移除，并架设第四经纬仪4和带光栅尺11的导轨12，第四经纬仪4与第一经纬仪1打对镜，保证第四经纬仪4与第一经纬仪1的光轴垂直；带光栅尺11的导轨12与第一经纬仪1的光轴垂直；导轨12的滑块端面上粘贴一块小平面反射镜13，用第四经纬仪4监视小平面反射镜13的自准直反射像的运动轨迹来调整导轨12的位置，直至通过第四经纬仪4观察小平面反射镜13的自准直反射像的偏移量为零，固定导轨12的位置；

第四光路的结构为：移除第三光路中小平面反射镜13，并在滑块上架设第二经纬仪2，使得第二经纬仪2与激光干涉仪10发出经离轴抛物面镜6反射后的平行光束自准直并与离轴抛物面镜6的中心和基准十字靶标5穿心；

第五光路的结构为：移除第四光路中的激光干涉仪10，并在原位置放置第三经纬仪3，第三经纬仪3通过基准十字靶标5和离轴抛物面镜6与第二经纬仪2自准穿心。

上述小平面反射镜13的平行度为2″。

离轴抛物面镜的关键参数标定方法，其特殊之处在于：包括以下步骤：

1】搭建第一光路：

所述第一光路包括激光干涉仪10、平面反射镜7、基准十字靶标5和离轴抛物面镜6，所述激光干涉仪10发出的汇聚光束焦点与离轴抛物面镜6焦点完全重合，所述激光干涉仪10发出的光束经过离轴抛物面镜6反射后垂直入射在平面反射镜上并沿原路返回；所述基准十字靶5放置在激光干涉仪10汇聚光束焦点和离轴抛物面镜的原光轴的交汇处，基准十字靶标5与激光干涉仪10对猫眼；