[发明专利]一种扩束光学系统角放大率及其一致性的测试系统和方法

权利要求书

1.一种基于扩束光学系统角放大率测试系统的测试方法，其特征在于包括气浮平台、含标靶的平行光管、基体转台、光学系统安装架、图像探测装置、三维移动平台、U型转台；

所述平行光管和基体转台安装在气浮平台上，平行光管平行于气浮平台上表面，基体转台转轴垂直于气浮平台上表面，基体转台能够绕转轴连续旋转；光学系统安装架安装在基体转台上，光学系统安装架的转轴与基体转台相互平行，待测光学系统固定安装在光学系统安装架上；待测光学系统的光轴平行于气浮平台上表面，且与平行光管的光轴在同一个平面上；U型转台安装在基体转台上，U型转台的转轴与基体转台垂直，与待测光学系统安装面共面，U型转台能够绕转轴进行一定角度的旋转；三维移动平台固定安装在U型转台上，三维移动平台的X轴和Y轴与U型转台上表面平行，三维移动平台的Z轴与U型转台上表面垂直；图像探测装置固定安装在三维移动平台上；

初始状态下，光学系统安装、图像探测装置均在平行光管的出射光路上，且三者在基体转台和U型转台均为0°位置时保持同轴，平行光管出射的光照在标靶上，标靶的图像经过光学系统之后进入图像探测装置，显示在图像探测装置界面；

通过调整基体转台转轴和光学系统安装架转轴的方向，即可获得被测光学系统全输入视场范围内不同方向、不同大小的入射角度；不同的入射角度下，使显示在图像探测装置界面的标靶图像与显示界面中心重合时对应的U型转台转轴的角度即为被测光学系统在对应入射角度下的出射角度，入射角度与出射角度的比值即为获得光学系统的角放大率；

所述测试方法包括如下步骤：

S1、将基体转台和U型转台角度均调至0°，此时含标靶的平行光管、光学系统光轴重合；光学系统入射端面向平行光管，出射端面向图像探测装置，将此时光学系统的测试方向定义为子午方向；

S2、选用合适的滤光片，过滤平行光管的出射光，使过滤之后出射光的光谱落入被测光学系统的光谱工作范围；

S3、在图像探测装置中找到此时的标靶，通过调节三维移动平台的X、Y、Z轴，将标靶图像调至最清晰，且位置位于图像探测装置显示界面的十字中心，固定此时的三维移动平台，使得此时图像探测装置的显微物镜和CCD与光学系统光轴同轴；

S4、旋转基体转台的角度为入射光角度α_入，使得平行光管光轴相对被测光学系统光轴旋转角度α_入；

S5、通过调节U型转台的角度，将位于图像探测装置显示界面中的标靶图像调节至显示界面的十字中心位置，测量此时U型转台的角度α_出作为出射光角度；

S6、计算出此入射角度下的角放大率b值；计算公式为：

b＝α_出/α_入

S7、通过改变不同的基体转台角度，重复S5～S6，测试出子午方向下，不同入射角度的角放大率值；

S8、沿光学系统光轴方向旋转光学系统安装架90°，改变光学系统的测试方向为弧矢方向，重复S4～S8，测试出弧矢方向下，不同入射角度的角放大率值；

S9、沿光学系统光轴方向旋转光学系统安装架任意角度，改变光学系统的测试方向为弧矢方向，重复S4～S8，测试出任意角度方向下，不同入射角度的角放大率值。

2.根据权利要求1所述的基于扩束光学系统角放大率测试系统的测试方法，其特征在于所述系统还包括滤光片，用于过滤平行光管的出射光，使过滤之后出射光的光谱落入被测光学系统的光谱工作范围。

3.根据权利要求1所述的基于扩束光学系统角放大率测试系统的测试方法，其特征在于所述标靶为十字叉丝。

4.根据权利要求1所述的基于扩束光学系统角放大率测试系统的测试方法，其特征在于所述基体转台为数控转台，控制精度优于0.0001°。

5.根据权利要求1所述的基于扩束光学系统角放大率测试系统的测试方法，其特征在于U型转台为数控转台，控制精度为0.0001°。