一种高精度离轴非球面反射镜光轴引出方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种高精度离轴非球面反射镜光轴引出方法和系统，该方法包括：搭建得到光学系统；将光学干涉仪切换为平面波出射模式，得到平行光束；通过标准平面反射镜，将光学干涉仪出射的平行光束引到标准平面反射镜朝向光学干涉仪的反射面，记为A面；通过第一经纬仪和第二经纬仪分别引出被测离轴非球面反射镜的光轴及其他可直接测试方向的基准面法线，再通过互瞄，建立被测离轴非球面反射镜的光轴与其他可直接测试方向的基准面法线之间的角度关系；根据建立的角度关系，将被测离轴非球面反射镜光轴引出至其他可直接测试方向的基准面法线，实现光轴引出。本发明专利技术解决了现有技术存在的引出精度不高或适用范围窄等问题。

【技术实现步骤摘要】
一种高精度离轴非球面反射镜光轴引出方法和系统
本专利技术属于光学遥感
，尤其涉及一种高精度离轴非球面反射镜光轴引出方法和系统。
技术介绍
针对离轴非球面反射镜光轴引出问题，目前通常采用的方案是：(1)通过三坐标测量镜面各点的空间坐标，通过曲面拟合得出光轴方向，确定光轴与基准面的关系，完成光轴引出。(2)采用中心偏测量仪加位移传感器的方式，将被测镜放在中心偏测量仪转台上，位移传感器架设到被测镜边缘，用于测量镜面边缘不同环带上的位移量，转动转台并调整被测镜使得镜面不同环带上的位移测量值变化量均在允许的公差范围内，此时中心偏测量仪转台的回转轴方向就是被测镜的光轴方向。(3)运用无像差点检测方法，根据二次非球面的光学性质，利用每种二次非球面反射镜一对共轭的无像差点特性，加入标准辅助球面镜，对二次非球面镜面形进行检侧，并利用辅助工装找到这一对共轭的无像差点，它们的连线即为光轴。上述方案(1)主要存在的问题在于：三坐标测量机测试范围有限且测量误差随被测镜尺寸增大而增大，同时对离轴非球面的拟合计算也会带来较大的角度误差，光轴引出精度有限。...

【技术保护点】
1.一种高精度离轴非球面反射镜光轴引出方法，其特征在于，包括：/n使用光学干涉仪(1)、补偿器(2)和被测离轴非球面反射镜(3)，搭建得到光学系统；/n将光学干涉仪(1)切换为平面波出射模式，得到平行光束，此时平行光束即为被测离轴非球面反射镜(3)的光轴方向；/n通过标准平面反射镜(4)，将光学干涉仪(1)出射的平行光束引到标准平面反射镜(4)朝向光学干涉仪(1)的反射面，记为A面；/n通过第一经纬仪(5)和第二经纬仪(6)互瞄，建立被测离轴非球面反射镜(3)的光轴与其他可直接测试方向的基准面法线之间的角度关系；/n根据建立的角度关系，将被测离轴非球面反射镜(3)光轴引出至其他可直接测试方向的...

【技术特征摘要】
1.一种高精度离轴非球面反射镜光轴引出方法，其特征在于，包括：
使用光学干涉仪(1)、补偿器(2)和被测离轴非球面反射镜(3)，搭建得到光学系统；
将光学干涉仪(1)切换为平面波出射模式，得到平行光束，此时平行光束即为被测离轴非球面反射镜(3)的光轴方向；
通过标准平面反射镜(4)，将光学干涉仪(1)出射的平行光束引到标准平面反射镜(4)朝向光学干涉仪(1)的反射面，记为A面；
通过第一经纬仪(5)和第二经纬仪(6)互瞄，建立被测离轴非球面反射镜(3)的光轴与其他可直接测试方向的基准面法线之间的角度关系；
根据建立的角度关系，将被测离轴非球面反射镜(3)光轴引出至其他可直接测试方向的基准面法线，实现光轴引出。


2.根据权利要求1所述的高精度离轴非球面反射镜光轴引出方法，其特征在于，使用光学干涉仪(1)、补偿器(2)和被测离轴非球面反射镜(3)，搭建得到光学系统，包括：
将光学干涉仪(1)设置在补偿器(2)的一侧，将被测离轴非球面反射镜(3)设置在补偿器(2)的另一侧；
对光学干涉仪(1)、补偿器(2)和被测离轴非球面反射镜(3)进行调整，使光学干涉仪(1)的光轴和补偿器(2)的光轴与被测离轴非球面反射镜(3)的光轴重合，完成光学系统的搭建。


3.根据权利要求2所述的高精度离轴非球面反射镜光轴引出方法，其特征在于，对光学干涉仪(1)、补偿器(2)和被测离轴非球面反射镜(3)进行调整，使光学干涉仪(1)的光轴和补偿器(2)的光轴与被测离轴非球面反射镜(3)的光轴重合，包括：
调整补偿器(2)的左右偏摆、上下俯仰角度和空间位置，使光学干涉仪(1)的光轴与补偿器(2)的光轴重合；
调整被测离轴非球面反射镜(3)的左右偏摆、上下俯仰角度和空间位置，使光学干涉仪(1)的光轴和补偿器(2)的光轴与被测离轴非球面反射镜(3)的光轴重合。


4.根据权利要求2或3所述的高精度离轴非球面反射镜光轴引出方法，其特征在于，当满足如下条件时，确定光学干涉仪(1)的光轴和补偿器(2)的光轴与被测离轴非球面反射镜(3)的光轴重合：
补偿器(2)中各透镜表面反射回到光学干涉仪(1)的球心像重合；
光学干涉仪(1)出射的球面波经过补偿器(2)后，由被测离轴非球面反射镜(3)反射回光学干涉仪(1)，形成干涉条纹，且干涉条纹的波前像差最小。


5.根据权利要求4所述的高精度离轴非球面反射镜光轴引出方法，其特征在于，由被测离轴非球面反射镜(3)反射回光学干涉仪(1)所形成的干涉条纹满足：
干涉条纹的波前Seidel系数的彗差系数值小于设定的彗差系数power项阈值；
干涉条纹的波前Seidel系数的球差系数值小于设定的球差系数阈值。


6.根据权利要求5所述的高精度离轴非球面反射镜光轴引出方法，其特征在于，设定的彗差系数pow...

【专利技术属性】
技术研发人员：王春雨，伏瑞敏，杨居奎，黄阳，王聪，牛锦川，董欣，赵英龙，张生杰，
申请(专利权)人：北京空间机电研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11