【技术实现步骤摘要】
双边错位差动共焦超长焦距测量方法
本专利技术涉及一种双边错位差动共焦超长焦距测量方法，属于光学元件参数精密测量
技术背景长焦距光学元件广泛应用于激光核聚变、空间光学系统和高能激光器等大型光学系统研究领域中。然而，长焦距透镜焦距值的高精度测量一直是光学测试领域尚未解决的一大难题，其测量精度也直接影响了大型光学系统的成像质量和使用性能。因此，寻找一种长焦距的高精度测量方法具有很重要的应用价值，也是激光核聚变、空间光学仪器和高能激光器等国家重大专项和国家重大工程项目的研制和装调中亟待解决的技术瓶颈。目前，针对长焦距的高精度测量，国内外研究者已经提出了很多不同的测量方法，这些测量方法总体上可分为两类。第一类是基于传统的几何成像原理的测量方法。比如，1999年在“JournalofOpticalTechnology”中发表的“Measuringthefocallengthsoflong-focusopticalsystems”一文中，作者提出在准直光路中插入一个小角度光楔，通过测量光学系统焦平面上有/无光楔时像的位置变化来获得被测焦距值的测量方法，该方法对250...
【技术保护点】
1.双边错位差动共焦超长焦距测量方法，其特征在于：包括以下步骤，a)打开点光源(1)，点光源(1)发出的光透过分束镜(2)、准直透镜(3)和参考透镜(4)后照射在平面反射镜(6)。b)调整平面反射镜(6)使其与参考透镜(4)和准直透镜(3)共光轴，使准直透镜(3)出射的平行光束经参考透镜(4)汇聚成测量光束(5)聚焦在平面反射镜(6)A点上，平面反射镜(6)反射的聚焦测量光束(5)再经参考透镜(4)和准直透镜(3)后被分束镜(2)反射进入到横向相减共焦探测系统(7)，主控计算机(24)中的测量软件通过图像采集系统(23)获得由CCD探测器(9)采集到的测量艾里斑(10)。c...
【技术特征摘要】
1.双边错位差动共焦超长焦距测量方法，其特征在于：包括以下步骤，a)打开点光源(1)，点光源(1)发出的光透过分束镜(2)、准直透镜(3)和参考透镜(4)后照射在平面反射镜(6)。b)调整平面反射镜(6)使其与参考透镜(4)和准直透镜(3)共光轴，使准直透镜(3)出射的平行光束经参考透镜(4)汇聚成测量光束(5)聚焦在平面反射镜(6)A点上，平面反射镜(6)反射的聚焦测量光束(5)再经参考透镜(4)和准直透镜(3)后被分束镜(2)反射进入到横向相减共焦探测系统(7)，主控计算机(24)中的测量软件通过图像采集系统(23)获得由CCD探测器(9)采集到的测量艾里斑(10)。c)沿光轴方向移动平面反射镜(6)使测量光束(5)的焦点与平面反射镜(6)的A点位置重合，在该A点位置附近沿轴向使平面反射镜(6)进行扫描，将横向相减共焦探测系统(7)中大虚拟针孔探测域(11)和小虚拟针孔探测域(12)分别探测的大虚拟针孔探测共焦特性曲线(13)IB(z)和小虚拟针孔探测共焦特性曲线(14)IS(z)进行相减处理得到半高宽压缩的锐化共焦特性曲线(15)I(z)＝IS(z)-γIB(z)，其中z为轴向坐标，γ为调节因子；大虚拟针孔探测域(11)、小虚拟针孔探测域(12)探测共焦特性曲线的的获取和优化方法为：在CCD探测器(9)探测焦前测量艾里斑(10)的每帧图像上选取一个特定大小的同心圆域，对大圆域内的每个像素光强进行积分得到一条共焦强度响应曲线IB(z)，对小圆域内的每个像素光强积分得到一条共焦强度响应曲线IS(z)，然后将IB(z)和IS(z)进行相减处理得到横向相减共焦响应曲线I(z)＝IS(z)-γIB(z)，改变调节因子γ实现共焦特性曲线的优化；d)将锐化共焦特性曲线(15)沿横向坐标平移S得到平移锐化共焦特性曲线(16)，并使锐化共焦特性曲线(15)和平移锐化共焦特性曲线(16)的侧边交汇，对锐化共焦特性曲线(15)和平移锐化共焦特性曲线(16)分别进行同横坐标点插值处理后，再进行逐点相减处理得到错位相减差动共焦特性曲线(17)ID(z)＝I(z)-I(z,-S)，利用差动共焦点性拟合直线(18)对错位相减差动共焦特性曲线(17)的线性段数据进行直线拟合，通过反向回移差动共焦点性拟合直线(18)S/2位置的差动共焦拟合直线(20)的移位拟合直线零点(21)来精确确定汇聚测量光束(5)焦点与平面反射镜(6)的顶点的重合位置，进而得到平面反射镜(6)的位置Z1；e)将被测透镜(31)插入准直透镜(3)和参考透镜(4)之间，并调整被测透镜(31)使其与准直透镜(3)和参考透镜(4)同光轴...
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