[发明专利]一种大口径光学系统基准光轴建立方法

说明书

本发明公开了一种大口径光学系统基准光轴建立方法。该方法包括：激光跟踪仪扫描主镜建模并计算虚拟中心轴；调整靶球位置满足虚拟中心轴空间方程；干涉仪标记靶球中心位置；调整分划板中心与干涉仪会聚光斑中心重合，完成虚拟中心轴上空间点标记；重复以上操作，完成虚拟中心轴上另外一空间点标记；经纬仪对准两块分划板中心确定基准光轴。本发明的方法可快速精准的对光学系统建立装调基准光轴，为后续的装调检测工作提供可靠精确的装调基准，可以适用于各种光学系统，建立的光机系统装调基准轴精准度高，数字化程度高，建立基准速度快，整体方案简单高效。

技术领域

本发明属于光学检测的技术领域，涉及到光学望远镜装调技术方法，具体涉及到采用激光跟踪仪-干涉仪联合测量的大口径光学系统基准光轴建立方法。

背景技术

在大型光学系统研制领域，将大口径望远镜、大口径平行光管等装置中所需零件加工完成后，需要采用特定的光学装调技术进行系统装调，装调完成后的光学系统才能正常工作。望远镜装调的目的是按照光学设计要求，将各光学元件安装至空间特定位置，使系统达到设计要求的光学性能。若望远镜存在失调量则会造成像差增大，成像质量下降，目标细节丢失等情况，因此合理的装调过程可以保证光学系统达到设计标准。

常见望远镜等光学系统装调方案中，依赖主镜与机械定位，无标记光轴过程。此方法以主镜为系统建立整个装调基准，系统波像差为判别依据，通过调整副镜实现光学系统的装调。另一种方案以主镜边缘为基准拉两条十字线，利用十字叉丝作为主镜顶点中心建立基准。这两种方案由于无法精准找到主镜主光轴，会导致光学系统的指向、轴外视场像质与设计出现偏差。

发明内容

针对现有技术中的上述不足之处，本发明提出一种基于激光跟踪仪-干涉仪联合测量的大口径光学系统基准光轴建立方法，可以快速建立望远镜等光学系统装调基准光轴。此方法通用性强，可适用于多种类型的主镜装调，特别对于传统方法无法装调的环形主镜，此方法亦具有良好适用性。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种大口径光学系统基准光轴建立方法，包括：

步骤1：将靶球放置在主镜边缘，记录靶球的空间位置，在主镜边缘移动靶球，得到n个靶球坐标；

步骤2：由步骤1获取的坐标，建立主镜外轮廓，并计算得出虚拟中心轴的空间直线方程；

步骤3：移动靶球，实时监测靶球位置坐标，直到靶球坐标满足空间直线方程，此时靶球中心点处于中心轴上；

步骤4：使用干涉仪对准测量靶球，沿虚拟中心轴方向调整干涉仪位置，直到干涉仪获得干涉条纹在视场内接近0条纹，此时表明干涉仪镜头焦点与靶球球心重合；

步骤5：移走靶球，微调第一分划板位置，直到干涉仪会聚光斑与第一分划板十字线交点重合即表明第一分划板调整到位，在空间中固定第一分划板；

步骤6：更换靶球位置，重复步骤3-5，确定中心轴上另外一点位置，并使用第二分划板标识；

步骤7：使用经纬仪分别对准第一分划板和第二分划板的十字交点，从而建立主镜基准光轴。

进一步的，使用激光跟踪仪记录靶球的空间位置。

进一步的，利用激光跟踪仪中的软件建立主镜外轮廓，并在激光跟踪仪软件内部实时监测靶球位置坐标。

进一步的，使用测微显微镜微调第一分划板位置。

与现有技术相比，本发明的优点是：