[发明专利]基于分光棱镜折转的双光路同轴光学系统精密装配方法

权利要求书

1.一种基于分光棱镜折转的双光路同轴光学系统精密装配方法，所述双光路同轴光学系统包括基板(1)，分光棱镜(4)，反射镜(5)，以及安装在主次镜筒(8)中的主镜(2)和次镜(3)，安装在第一镜筒(9)中的第一镜组(6)和安装在第二镜筒(10)中的第二镜组(7)；所述分光棱镜(4)位于主次镜筒(8)的出射光路，第一镜筒(9)位于分光棱镜(4)的透射光路上，反射镜(5)和第二镜筒(10)依次位于分光棱镜(4)的反射光路上；所述分光棱镜(4)、反射镜(5)、主次镜筒(8)、第一镜筒(9)和第二镜筒(10)均通过支架安装在基板(1)上；

所述精密装配方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1)、对各光学镜/镜组进行定心加工，定心加工过程中，各光学镜/镜组与镜筒之间的配合间隙为0.008-0.01mm；

步骤2)、利用测高仪测量光学系统中光学镜/镜组内各光学镜间隔并调整至理论值，初步确定各光学镜/镜组的装配位置；

步骤3)、基准可视化引出；

步骤4)装配双光路同轴光学系统；

其中，步骤3)和步骤4)中对双光路同轴光学系统的各光学镜/镜组在其各自镜筒中的位姿装配，具体是通过十字丝工装代替光学镜/镜组，结合自准直成像技术实现的；所述十字丝工装内部设置光学玻璃，所述光学玻璃中心为十字丝刻线；所述十字丝刻线所在中心圆为透光区域，其外部环带区域为反射面。

2.根据权利要求1所述的基于分光棱镜折转的双光路同轴光学系统精密装配方法，其特征在于，步骤1)具体为：

1.1、将主镜(2)安装在主镜框后与定心车床连接，在定心车床主轴旋转状态下，调整主镜(2)的位姿，使其内孔与端面跳动量均小于0.02mm，完成车床主轴与主镜(2)机械回转轴重合；

1.2、利用定心仪监视主镜(2)的球心自准直像，使其球心自准直像在车床主轴旋转时，晃动量在0.005mm内，且主镜(2)内孔与端面跳动量均小于0.02mm，此时车床主轴与主镜(2)光轴重合，以车床主轴为牵引，完成主镜(2)光轴与其镜框机械回转轴重合；

1.3、加工主镜(2)镜框外径，并与主次镜筒(8)配车，保证两者的配合间隙小于0.02mm，完成主镜镜框外径圆机械回转轴与主次镜筒(8)主基准重合；

1.4、加工主镜(2)镜框法兰使得主镜(2)前、后端面均见光；

1.5、加工主镜(2)镜框内径，此时主镜(2)镜框内径圆机械回转轴与主次镜筒(8)基准重合，即认为完成将主镜(2)的光轴过渡至主镜(2)镜框内孔基准轴；

1.6、按照1.1-1.5的方法，依次完成基于分光棱镜折转的双光路同轴光学系统中其他光学镜/镜组的定心加工，即认为完成了将各光学镜/镜组的光轴过渡至其相应镜框内孔基准轴，与此时各光学镜/镜组的光轴与其相应镜框内孔基准轴重合。

3.根据权利要求2所述的基于分光棱镜折转的双光路同轴光学系统精密装配方法，其特征在于，步骤3)具体为：

3.1、根据主次镜筒(8)的安装内孔，配做第一工装十字丝(12)，两者配合圆周间隙小于0.01mm；

所述第一工装十字丝(12)包括中心小圆和外圆环带，中心小圆为玻璃材质且玻璃中心小圆刻有十字刻线且透光，第一工装十字丝(12)机械回转轴代表了玻璃中心的光轴，外圆环带为反射面；

3.2、将第一工装十字丝(12)装入主次镜筒(8)，以第一工装十字丝(12)的玻璃中心小圆的光轴作为所述双光路同轴光学系统精密装调的主基准；

3.3、基于光学自准直成像原理，借助自准直的第一经纬仪(11)进行基准的可视化引出。