[发明专利]离轴抛物镜光轴方向的标定方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及光学检测技术领域，特别涉及一种离轴抛物镜光轴方向的标定方法及系统。

背景技术

非球面光学元件具有光学系统设计灵活、成像质量好、光能损失少、仪器小型化、轻量化、系统更加简洁及在校正像差上具有独特的优点，特别是离轴三反光学结构形式不仅可以提高系统的空间分辨率，而且能够满足大视场要求，因此被广泛的应用到军事侦察、空间遥感及深空探测等领域。离轴三反以及其他多种的光学系统中，离轴抛物镜是一种常用的结构形式。

离轴抛物镜的光轴方向标定是一项经由光学加工转接至光学装校过程中的关键技术。光学装校需要根据光轴方向进行离轴抛物镜光学元件与支撑结构机械元件的整合以及光学系统的装配调整。离轴抛物镜光轴方向的标定精度直接影响光学装校的难度和精度。

目前，离轴抛物镜的光轴方向标定方法主要包括轮廓检测标定方法等。轮廓检测标定方法是一种利用三坐标测量机等轮廓检测设备测量离轴非球面轮廓，根据轮廓测量结果拟合得到离轴非球面光轴方向的方法。该方法依赖轮廓检测设备，受其量程、精度等方面的影响，需要测量较多数据点从而拟合轮廓数据及光轴方向，标定效率也相对较低。

发明内容

考虑到上述技术的局限，本发明寻求涉及一种离轴抛物镜光轴方向的标定方法。

本发明提供的技术方案是，提供一种离轴抛物镜光轴方向的标定方法，包括以下步骤：

调整干涉仪、离轴抛物镜、标准平面镜的相对位置，进行离轴抛物镜的无像差点自准直干涉检验，同时使干涉仪焦点与标准平面镜镜面大致位于同一平面上；

在所述离轴抛物镜几何中心做第一标记，并在所述几何中心对应的干涉条纹位置处做第二标记；

将第一直线形标记物设置于所述标准平面镜镜面所在平面附近，其一端经过干涉仪焦点，调整另一端方向，使其在干涉条纹的投影经过所述第二标记，并在所述干涉条纹上标记直线形标记物投影位置，记作第三标记，取走所述第一直线形标记物；

将第二直线形标记物贴紧离轴抛物镜，此时所述第二直线形标记物的两端与所述离轴抛物镜的镜面边缘位置贴合，调整所述第二直线形标记物位置，使所述第二直线形标记物在干涉条纹上的投影位置与所述第三标记位置重合；

所述第二直线形标记物在干涉条纹上的投影位置与所述第三标记位置重合时，在所述第二直线形标记物两端与所述离轴抛物镜的贴合位置做标记，记作第四标记，所述第四标记位置的所在的直线方向为离轴抛物镜光轴方向。

一些实施例中，所述第一标记、所述第二标记及所述第四标记均为圆点，所述第四标记为两个圆点；所述第三标记为直线。

一些实施例中，所述直线型标记物为直尺、绷直的棉线等具有直线特征的标记性物体，所述第一直线型标记物的长度大于等于所述离轴抛物镜离轴量；所述第二直线形标记物的长度大于等于所述离轴抛物镜口径。

一些实施例中，所述第一直线形标记物与所述第二直线形标记物为同一个直线形标记物。

一些实施例中，所述干涉仪、离轴抛物镜及标准平面镜的相对位置具体为：所述干涉仪焦点位于所述离轴抛物镜光轴上，所述标准平面镜与所述离轴抛物镜光轴垂直，所述离轴抛物镜与所述标准平面镜在所述干涉条纹上相同投影位置之间的连线与所述离轴抛物镜光轴平行。

此外，本发明还提供一种离轴抛物镜光轴方向的标定系统，包括干涉仪、离轴抛物镜、标准平面镜、第一直线形标记物、第二直线形标记物；

所述干涉仪、所述离轴抛物镜及所述标准平面镜设置成用于进行离轴抛物镜的无像差点自准直干涉检验的相对位置状态，且所述干涉仪焦点与所述标准平面镜镜面大致位于同一平面上；

所述离轴抛物镜几何中心处设置有第一标记，所述几何中心在干涉条纹投影的对应位置设置有第二标记；

所述第一直线形标记及所述第二直线形标记物用于相对所述离轴抛物镜、所述干涉仪及所述标准平面镜移动，以标定所述离轴抛物镜的光轴方向。

一些实施例中，所述直线形标记用于相对所述离轴抛物镜、所述干涉仪及所述标准平面镜移动，以标定所述离轴抛物镜的光轴方向，具体过程为：

所述第一直线形标记和第二直线形标记物用于相对所述离轴抛物镜、所述干涉仪及所述标准平面镜移动，以标定所述离轴抛物镜的光轴方向，具体过程为：

所述第一直线形标记物设置于所述标准平面镜镜面所在平面附近时，第一直线形标记物一端经过干涉仪焦点，调整另一端方向，使所述直线标记物在干涉条纹的投影经过所述第一标记，在所述干涉条纹上标记直线形标记物投影位置，记作第三标记，取走所述第一直线形标记物；