[发明专利]基于变形镜补偿的高稳定性纳弧度量级角度测量方法与装置

权利要求书

1.基于变形镜补偿的高稳定性纳弧度量级角度测量装置，其特征在于，包括第一分光镜(2)、准直物镜组(4)、平面反射镜(5)、第一LED光源(6)、第二凸透镜(7)、第一多狭缝光阑(8)、第二LED光源(9)、第三凸透镜(10)、第二多狭缝光阑(11)、第二分光镜(12)、第一转折镜(13)、第二转折镜(14)、第三分光镜(15)、第一线阵CCD(16)、第二线阵CCD(17)、第四分光镜(18)、四象限位置探测器(19)、第一变形镜(20)、第二变形镜(21)；所述准直物镜组(4)由第一凸透镜(41)与第一凹透镜(42)组成；第一LED光源(6)、第二LED光源(9)发出的光分别经第二凸透镜(7)、第三凸透镜(10)准直后，分别经第一变形镜(20)、第二变形镜(21)反射，分别平行入射于第一多狭缝光阑(8)以及第二多狭缝光阑(11)；以第一多狭缝光阑(8)与第二多狭缝光阑(11)作为物面，发出的两束光经第一分光镜(2)汇聚，再经第四分光镜(18)分束，分为反射光与透射光；反射光垂直入射于四象限位置探测器(19)；透射光经过第一转折镜(13)、第二转折镜(14)的转折后，垂直入射于准直物镜组(4)准直成平行光束；平行光束经平面反射镜(5)反射均沿原路返回，经第二分光镜(12)反射后，由第三分光镜(15)分束，一路入射于第一线阵CCD(16)采集成像，一路入射于第二线阵CCD(17)采集成像；

所述第一多狭缝光阑(8)是由三条平行等距等宽的直线狭缝组成的透射式光阑，第一LED光源(6)经第二凸透镜(7)准直后照射于第一多狭缝光阑(8)，其发出的光束为该装置的第一束测量光；第二多狭缝光阑(11)与第一多狭缝光阑(8)结构相同，但其狭缝与第一多狭缝光阑(8)狭缝方向互相垂直，其发出的光束为该装置的第二束测量光；

或

所述第一多狭缝光阑(8)是由四条平行等距等宽的直线狭缝组成的透射式光阑，第一LED光源(6)经第二凸透镜(7)准直后照射于第一多狭缝光阑(8)，其发出的光束为该装置的第一束测量光；第二多狭缝光阑(11)与第一多狭缝光阑(8)结构相同，但其狭缝与第一多狭缝光阑(8)狭缝方向互相垂直，其发出的光束为该装置的第二束测量光；

所述第一变形镜(20)放置于第二凸透镜(7)与第一多狭缝光阑(8)之间，第二变形镜(21)放置于第三凸透镜(10)与第二多狭缝光阑(11)之间，分别用于调整第一束测量光与第二束测量光，使第一束测量光、第二束测量光分别垂直入射于第一多狭缝光阑(8)与第二多狭缝光阑(11)；

所述第一线阵CCD(16)采集第一束测量光成像，传感器测量方向与第一多狭缝光阑(8)的狭缝方向互相垂直；第二线阵CCD(17)采集第二束测量光成像，传感器测量方向与第二多狭缝光阑(11)的狭缝方向互相垂直；第一线阵CCD(16)和第二线阵CCD(17)设置在准直物镜组(4)焦平面处，与第一多狭缝光阑(8)和第二多狭缝光阑(11)的位置共轭；

所述四象限位置探测器(19)设置在第四分光镜(18)后，采集第一束测量光与第二束测量光的实时漂移量；

所述第一转折镜(13)与第二转折镜(14)互相平行放置，镜面法向方向均与光束入射方向存在一个固定小角度。

2.根据权利要求1所述的基于变形镜补偿的高稳定性纳弧度量级角度测量装置，其特征在于，还包括第二凹透镜(43)、第四凸透镜(44)以及第五凸透镜(45)；

所述第二凹透镜(43)、第四凸透镜(44)、第五凸透镜(45)与第一凸透镜(41)、第一凹透镜(42)共同组成准直物镜组(4)。

3.根据权利要求1所述的基于变形镜补偿的高稳定性纳弧度量级角度测量装置，其特征在于，还包括第二凹透镜(43)、第四凸透镜(44)与第五凸透镜(45)；

所述第二凹透镜(43)、第四凸透镜(44)、第五凸透镜(45)与第一凸透镜(41)、第一凹透镜(42)共同组成准直物镜组(4)；

所述第四分光镜(18)放置在准直物镜组(4)与平面反射镜(5)之间；由第一多狭缝光阑(8)与第二多狭缝光阑(11)发出的两束测量光，均由第四分光镜(18)分束，反射光束经第四分光镜(18)反射至四象限位置探测器(19)采集成像，透射光束经第四分光镜(18)透射继续传播。