[发明专利]光学系统主光轴的调试方法

说明书

本公开提供一种光学系统主光轴的调试方法，用于不包含测试板的光学系统，包括：使用辅助小孔辅助调节自准直仪出射光束的方向并使之与光学平台平行；调节第一转向光学元件，使其出射光束的方向与自准直仪出射光束的方向垂直；调节第二转向光学元件，使其出射光束的方向与第一转向光学元件出射光束的方向垂直且与光学平台平行；安装待测光学系统的外壳至第一转向光学元件和第二转向光学元件之间，安装第一反射元件至主光轴靠近第二转向光学元件的一端；调节外壳两侧的调节机构，直至经第一反射元件反射的光斑与自准直仪出射的光斑重合，确定待测光学系统的主光轴的位置。本公开还提供一种用于包含测试板的光学系统主光轴的调试方法。

技术领域

本公开涉及光学系统的集成及装调技术领域，具体涉及一种光学系统主光轴的调试方法。

背景技术

光学系统调试主光轴并且系统内各部件均调节到主光轴上，是集成与装调过程中要解决的首要问题，因为主光轴的倾斜误差会直接影响系统的像质参数，使得成像质量变差，因此，高精度光轴一致性装调成为光学系统集成与装调的必要手段。

现有的调试主光轴的方法有几种，其中一种是集成及装调过程中借助偏心仪，测量各部件与主光轴的位置偏差，然后调整各部件，降低偏差到要求指标范围内。此方法存在只能在偏心仪上离线测量装调，不能在系统实际工况下在线测量装调；对于光学系统尺寸要求比较严格，大型光学系统无法测量等弊端。其中另一种是直接组装光学系统，然后通过干涉检测法、哈特曼检测法等定性或者定量的检验光学系统的成像质量，根据波像差等成像质量信息以及工程经验判断系统中相关部件的调整方向及调整量，进行部件调节确定主光轴的位置，经过多轮迭代测试及调节，所有部件与主光轴的位置偏差在系统要求指标范围内，实现光轴的一致性。此方法往往存在一些弊端或不便，例如针对不同的光学系统，需要匹配搭建不同参数的检测系统，不具备通用性；例如针对一些不方便移动的大型的光学系统，需要较大空间搭建参数匹配的检测系统，受空间限制很难实现。

发明内容

(一)要解决的技术问题

针对上述问题，本公开提供了一种光学系统主光轴的调试方法，用于至少部分解决传统调试方法不具备通用性、调试受空间限制等技术问题。

(二)技术方案

本公开一方面提供了一种光学系统主光轴的调试方法，用于不包含测试板的光学系统，包括：S11，使用辅助小孔辅助调节自准直仪出射光束的方向并使之与光学平台平行；S12，调节第一转向光学元件，使其出射光束的方向与自准直仪出射光束的方向垂直；S13，调节第二转向光学元件，使其出射光束的方向与第一转向光学元件出射光束的方向垂直且与光学平台平行；S14，安装待测光学系统的外壳至第一转向光学元件和第二转向光学元件之间，安装第一反射元件至主光轴靠近第二转向光学元件的一端；S15，调节外壳两侧的调节机构，直至经第一反射元件反射的光斑与自准直仪出射的光斑重合，确定待测光学系统的主光轴的位置。

进一步地，还包括：S16，安装待测光学系统内部的光学部件，根据自准直仪测量得到的偏差，调节光学部件的位置，使得偏差小于预设阈值，主光轴调试完成。

进一步地，S11包括：使用第一辅助小孔、第二辅助小孔、第三辅助小孔辅助调节自准直仪出射光束的方向并使之与光学平台平行；其中，第一辅助小孔设置于自准直仪的光束出口处，第二辅助小孔、第三辅助小孔与自准直仪的光轴等高。

进一步地，S12包括：安装第一转向光学元件至标称位置处，至少部分光经过第一转向光学元件的入射直角面反射回到自准直仪；调节第一转向光学元件，使其反射回到自准直仪的光斑与自准直仪出射的光斑重合，则第一转向光学元件出射光束的方向与自准直仪出射光束的方向垂直。