一种用于检验超大口径凹非球面反射镜的光学系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于检验超大口径凹非球面反射镜的光学系统。检验光学系统由激光干涉仪和自准校正透镜组组成。自准校正透镜组位于待检凹非球面反射镜的共轭后点前。激光干涉仪出射的光线经过自准校正透镜的折射成像在待检凹非球面反射镜的共轭后点。经待检反射镜反射后光线成像在待检凹非球面的共轭前点。反射光线经过自准校正透镜组折射，在远离待检凹非球面反射镜的表面自准反射，按原路返回干涉仪。本发明专利技术的优点在于：该光学系统可以实现超大口径以及超大相对孔径凹非球面反射镜的高精度检验。同时，光学系统的光路长度较短，自准校正透镜组的口径较小，便于加工及装调。

【技术实现步骤摘要】
一种用于检验超大口径凹非球面反射镜的光学系统
本专利技术涉及一种非球面检验的光学系统，具体涉及一种超大口径超大相对孔径凹非球面反射镜检验的光学系统。
技术介绍
随着空间遥感，大口径太空望远镜以及高能激光系统的发展，对大口径、大相对孔径非球面反射镜的需求也越来越大。哈勃太空望远镜的主镜口径为2.4m，而新一代的詹姆斯韦伯太空望远镜的主镜口径达到了6.5m，由18块1.5m反射镜拼接组成。这些不断增长的需求对光学加工和检验提出了巨大的挑战。目前最常用的检验凹非球面反射镜的方法是零位补偿法。零位补偿法利用一块放置在非球面反射镜近轴曲率中心后的透镜补偿非球面反射镜产生的法距差。但这一方法无法满足口径不断增大的非球面镜的检验需求。为解决这一问题，出现了计算全息法以及子孔径拼接等检验方法。但这几种方法的基本原理与零位补偿法相同，都是对法距差的补偿。【先行技术文献】干涉零位补偿检验研究先行技术文献中使用的是offner法检验凹抛物面反射镜。随着待检镜口径和相对孔径的增大，检验光路的长度也会越来越长，给加工和装调带来困难。而利用补偿镜补偿待检镜的法距差，补偿透镜的补偿能力也会限制可检验抛物面的口径。为了提高其补偿能力，会在待检镜近轴曲率中心位置放置场镜。
技术实现思路
本专利技术中为了消除上述问题点，其目的在于提供一种超大口径、超大相对孔径凹非曲面反射镜的检验系统。在保证检验精度的前提下，缩短系统长度。检验系统由激光干涉仪和自准校正透镜组组成。光线从所述的激光干涉仪1发出，经过透镜组2，入射到待检凹非球面反射镜上，经过待检凹非球面反射镜的反射，入射到自准校正透镜组2；光线经自准校正透镜组2上反射膜自准反射后，光线按原路返回至激光干涉仪1；待检凹非球面反射镜的入射和出射光线分别经过其共轭后点和共轭前点，自准校正透镜组2位于共轭后点前，与共轭后点之间存在很小的间隔。所述的自准校正透镜组2的光焦度为正，由两片贴合的透镜组成，分别为负透镜和正透镜，自准校正透镜与待检凹非球面反射镜的口径比不大于0.1；自准校正透镜组2中靠近激光干涉仪1的第一个透镜表面镀环形反射膜，中心留有供激光干涉仪1检验光束进出的圆孔。本专利技术中的检验光学系统可以实现超大口径以及超大相对孔径凹非球面反射镜的高精度检验。自准校正透镜组靠近待检凹非球面反射镜，光学系统的光路长度较短。而且自准校正透镜组的口径较小，便于加工及装调。附图说明图1是本专利技术所述的用于超大口径凹抛物面反射镜检验的光学系统结构图；图2是本专利技术所述的用于超大口径凹抛物面反射镜检验的球差曲线图；具体实施方式以下，通过实施例与附图说明对本专利技术作进一步说明。已知待检抛物面反射镜的口径为1200mm，相对孔径为0.6，偏心率为1。检验光路由激光干涉仪，自准校正透镜组和待检凹抛物面反射镜组成。校正透镜组与待检凹抛物面反射镜口径的比值为0.1。自准校正透镜组位于抛物面反射镜的共轭后点前。自准校正透镜组由两片透镜组成，光焦度一负一正。待检镜反射前的光线在透镜组上入射高度很低，这里透镜组在光路中起到了场镜的作用。而对于待检镜反射后的光路，透镜组起到了校正待检凹抛物面反射镜球差的作用。对自准校正透镜的参数进行优化，透镜使用的材料为K9玻璃。激光干涉仪的波长为632.8nm，优化后得到系统的残余像差为PV＝0.0834λ，RMS＝0.0208λ。检验系统的主要参数如表1所示。表1检验系统的主要光学参数序号曲率半径(mm)厚度(mm)材料口径(mm)二次系数1Infinity70.000.002-7191.4315K92.240.003108.2115.380.004105.8236K95.720.005-225.31421913.160.006-4000.00-4219MIRROR1203.44-1.007-225.31-36K9120.480.008105.82-1120.600.009108.21-15K9118.700.0010-7191.4315MIRROR118.160.0011108.211118.700.0012105.8236K9120.600.0013-225.314219120.480.0014-40000.00-4219MIRROR1202.54-1.0015-225.31-36K913.200.0016105.82-15.760.0017108.21-15K95.420.0018-7191.43-72.280.0019Infinity0.000.00本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于检验超大口径凹非球面反射镜的光学系统，系统由激光干涉仪(1)，自准校正透镜组(2)组成，其特征在于:/n光线从所述的激光干涉仪(1)发出，经过透镜组(2)，入射到待检凹非球面反射镜上，经过待检凹非球面反射镜的反射，入射到自准校正透镜组(2)；光线经自准校正透镜组(2)上反射膜自准反射后，光线按原路返回至激光干涉仪(1)；/n待检凹非球面反射镜的入射和出射光线分别经过其共轭后点和共轭前点，自准校正透镜组(2)位于共轭后点前。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于检验超大口径凹非球面反射镜的光学系统，系统由激光干涉仪(1)，自准校正透镜组(2)组成，其特征在于:
光线从所述的激光干涉仪(1)发出，经过透镜组(2)，入射到待检凹非球面反射镜上，经过待检凹非球面反射镜的反射，入射到自准校正透镜组(2)；光线经自准校正透镜组(2)上反射膜自准反射后，光线按原路返回至激光干涉仪(1)；
待检凹非球面反射镜的入射和出射光线分别经过其共轭后点和共...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵鹏玮，郑列华，
申请(专利权)人：中国科学院上海技术物理研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31