[发明专利]拼接光栅的拼接误差校正系统及方法

说明书

技术领域

本发明实施例涉及光学器件检测技术领域，更具体地说，涉及一种拼接光栅的拼接误差校正系统及方法。

背景技术

光栅是一种重要的光学器件，广泛应用于各种光学系统(例如天文望远镜系统和激光惯性约束核聚变系统)中。随着光学系统的不断发展，各种光学系统对光栅的尺寸要求也越来越大，而生产单块大尺寸(米量级或以上量级)光栅存在诸多技术难题。因此现今主流的大尺寸光栅的生产方式通常为采用两块或多块相对小尺寸光栅进行拼接，获得拼接光栅的方式。但是拼接光栅间的相对位置精度要求很高，高精度的拼接误差校正手段是拼接光栅能够适用的重要前提。

现有技术中对拼接光栅的拼接误差检测和校正方法主要包括干涉仪检测法和远场能量检测法。其中，远场能量检测法通过测量零级远场能量和非零级次双波长远场能量，通过获得的三个光斑形状判断拼接光栅的拼接误差。而采用干涉检测法也需要远场能量检测法的协助，通过零级干涉条纹和非零级次的双波长远场能量判断拼接光栅的拼接误差。

现有技术中没有仅通过干涉仪检测法实现对拼接光栅的拼接误差的检测及修正。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种拼接光栅拼接误差校正系统和方法，以实现仅利用干涉仪检测法实现对拼接光栅的拼接误差的检测及修正。

为实现上述技术目的，本发明实施例提供了如下技术方案：

一种拼接光栅的拼接误差校正系统，包括：干涉仪、承载拼接光栅的旋转台、以所述干涉仪测量的数据作为反馈的拼接架调整装置、棱镜、第一反射部、第二反射部和第三反射部，其中：

所述干涉仪用于向拼接光栅中待检测的两个相邻第一光栅和第二光栅发送第一检测光；

所述棱镜设置于所述干涉仪与所述第一光栅和第二光栅之间，用于改变部分所述第一检测光的传播方向，获得第二检测光，未经过所述棱镜的第一检测光称为第三检测光；所述第二检测光以目标第一入射角经所述拼接光栅中待检测的两个相邻第一光栅和第二光栅的拼接缝隙处，所述第三检测光以目标第二入射角经所述第一光栅和第二光栅，所述目标第一入射角以及所述目标第二入射角是依据第一入射角、第二入射角与预设垂直阈值的预设关系确定的，且依据所述目标第一入射角、所述目标第二入射角以及所述第一检测光的波长计算出的预设垂直阈值大于等于预设肉眼分辨值；

所述第一反射部放置于第一预设位置，用于反射经所述第一光栅和所述第二光栅反射的第三检测光，以在所述干涉仪内形成第一零级干涉条纹；

所述第二反射部放置于第二预设位置，用于反射经所述第一光栅和所述第二光栅反射的第二检测光，以在所述干涉仪内形成第二零级干涉条纹；

所述第三反射部放置于第三预设位置，用于反射经所述第一光栅和所述第二光栅反射的第三检测光，以在所述干涉仪内形成非零级干涉条纹；

所述干涉仪，用于依据所述第一光栅的第一零级干涉条纹与所述第二光栅的第一零级干涉条纹，控制所述拼接架调整装置调整所述第一光栅和所述第二光栅的矢量方向角度误差及刻线方向角度误差；以及依据所述第一光栅的第一零级干涉条纹和第二零级干涉条纹以及所述第二光栅的第一零级干涉条纹和第二零级干涉条纹，控制所述拼接架调整装置调整所述第一光栅和所述第二光栅的垂直拼接光栅平面方向平移误差，且调整的距离小于等于所述预设垂直阈值；以及依据所述第一光栅的非零级干涉条纹和所述第二光栅的非零级干涉条纹，控制所述拼接架调整装置调节所述第一光栅和所述第二光栅的垂直拼接光栅平面方向角度误差以及矢量方向平移误差。

一种拼接光栅的拼接误差校正方法，应用于上述任一所述拼接光栅的拼接误差校正系统，所述拼接光栅的拼接误差校正方法包括：

调整旋转台的旋转角度，使所述干涉仪向拼接光栅中待检测的两个相邻第一光栅和第二光栅发送具有目标第二入射角的第一检测光；

所述棱镜设置于所述干涉仪与所述第一光栅和第二光栅之间，调整所述棱镜的角度，使所述棱镜改变部分所述第一检测光的传播方向，获得第二检测光，所述第二检测光以目标第一入射角经所述第一光栅和所述第二光栅的拼接缝隙处；未经过所述棱镜的第一检测光称为第三检测光，所述目标第一入射角以及所述目标第二入射角是依据第一入射角、第二入射角与预设垂直阈值的预设关系确定的，且依据所述目标第一入射角、所述目标第二入射角以及所述第一检测光的波长计算出的预设垂直阈值大于等于预设肉眼分辨值；

调整所述第一反射部放置的位置，使所述第一反射部反射经所述第一光栅和所述第二光栅反射的第三检测光，以在所述干涉仪内形成第一零级干涉条纹；