大口径反射镜检测系统技术方案

本发明专利技术提供一种大口径反射镜检测系统，包括干涉仪、分光镜、补偿镜组、无像差汇聚透镜组、朗奇光栅、成像镜组和相机；干涉仪发出的平面波入射至分光镜，经分光镜反射至补偿镜组，补偿镜组将平面波调制为非球面波后入射至非球面被检镜，经非球面被检镜反射后原路返回至分光镜，一路经分光镜反射进入干涉仪形成干涉图像，另一路依次透过分光镜、无像差汇聚透镜组、朗奇光栅到达成像镜组，通过成像镜组在相机内形成朗奇条纹图像。本发明专利技术不但可以对粗加工阶段进行检测，还可对精加工阶段进行检测，二者的检测结果可实时对比校正，同时避免不同检测系统进行过程检测时多次光轴对准与大口径镜面的移动，从而提高检测效率、精简检测系统结构。统结构。统结构。

【技术实现步骤摘要】
大口径反射镜检测系统


[0001]本专利技术涉及光学检测
，特别涉及一种大口径反射镜检测系统。

技术介绍

[0002]大口径反射镜在航天、天文观测、靶场测量等领域有着广泛的应用，大口径反射镜分为球面镜和非球面镜两种类型，目前大口径反射镜的口径越来越大，对大口径反射镜的加工、检测要求也越来越高。大口径反射镜的加工包括粗加工与精抛光等步骤，其加工过程检测也需要实时跟进。
[0003]目前，对大口径反射镜的检测方式主要包括三坐标法、哈德曼法、CGH法、干涉仪法和朗奇光栅检测法。三坐标法对反射镜的口径有一定限制，而且检测耗时较长。CGH法受工艺精度影响较大。哈德曼法与干涉仪法的检测精度较高，但量程较小，在大口径反射镜的粗加工阶段，面型粗糙度大，哈德曼法与干涉仪法检测较困难。朗奇光栅检测法可通过调节光栅的频率实现大口径反射镜从精磨至初抛光过程的检测，适合粗加工过程的指导检测，但在后期精抛光时，难以定量测试大口径反射镜的面型参数，需要干涉仪进行测量，导致粗加工阶段与精加工阶段需要两套检测设备，更换检测设备，有时需要将大口径反射镜移动至特定检测区域，耗时费力且风险较大。更换检测设备需要重新对准光轴，过程耗时。大口径反射镜从粗加工至精加工过程采用一套检测系统的方法与设备较少。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是为了克服已有技术的缺陷，提出一种大口径反射镜检测系统，将朗奇光栅与干涉仪相结合应用于同一光路中，粗加工阶段与精加工阶段共用一套检测系统，无需更换检测设备及无需移动大口径反射镜。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用以下具体技术方案：
[0006]一方面，本专利技术提供一种大口径非球面反射镜检测系统，包括干涉仪、分光镜、补偿镜组、无像差汇聚透镜组、朗奇光栅、成像镜组和相机；其中，分光镜设置在干涉仪的出光方向上，补偿镜组设置在分光镜的反射方向上，补偿镜组的焦点与大口径非球面反射镜的顶点球心重合，无像差汇聚透镜组、朗奇光栅、成像镜组和相机依次设置在分光镜的透射方向上；干涉仪发出的平面波入射至分光镜，经分光镜反射至补偿镜组，补偿镜组将平面波调制为非球面波后入射至大口径非球面反射镜，经大口径非球面反射镜反射后原路返回至分光镜，一路经分光镜反射进入干涉仪形成干涉图像，另一路依次透过分光镜、无像差汇聚透镜组、朗奇光栅到达成像镜组，通过成像镜组在相机内形成朗奇条纹图像。
[0007]优选地，分光镜为分光棱镜或者平板分光镜。
[0008]优选地，朗奇光栅的位置不与无像差汇聚透镜组的焦点重合。
[0009]优选地，朗奇光栅为一维光栅、二维光栅、矩形孔光栅或圆形孔光栅。
[0010]另一方面，本专利技术还提供一种大口径球面反射镜检测系统，包括干涉仪、分光镜、无像差汇聚透镜组、朗奇光栅、成像镜组和相机；其中，无像差汇聚透镜组与分光镜依次设
置在干涉仪的出光方向上，且无像差汇聚透镜组的焦点与大口径球面反射镜的顶点球心重合，朗奇光栅、成像镜组和相机依次设置在分光镜的反射方向上；干涉仪发出的平面波依次透过无像差汇聚透镜组、分光镜入射至大口径球面反射镜，经大口径球面反射镜反射回分光镜，一路透过分光镜回到干涉仪形成干涉图像，另一路被分光镜反射至朗奇光栅，穿过朗奇光栅后通过成像镜组在相机内形成朗奇条纹图像。
[0011]优选地，分光镜为分光棱镜或者平板分光镜。
[0012]优选地，朗奇光栅的位置不与无像差汇聚透镜组的焦点重合。
[0013]优选地，朗奇光栅为一维光栅、二维光栅、矩形孔光栅或圆形孔光栅。
[0014]与现有技术相比，本专利技术能够取得如下技术效果：
[0015]1、本专利技术将朗奇光栅与干涉仪结合在同一光路中，可同时采用朗奇光栅与干涉仪进行检测，利用干涉仪本身发出的平面波进行检测，无需为干涉仪配备标准镜头。
[0016]2、本专利技术不但可以对粗加工阶段进行检测，还可对精加工阶段进行检测，二者的检测结果可实时对比校正，同时避免了不同检测系统进行过程检测时多次光轴对准与大口径镜面的移动，从而提高检测效率、精简检测系统结构。
附图说明
[0017]图1是根据本专利技术实施例1提供的大口径非球面反射镜检测系统的结构示意图；
[0018]图2是根据本专利技术实施例1提供的四种朗奇光栅的结构示意图；
[0019]图3是根据本专利技术实施例2提供的大口径球面反射镜检测系统的结构示意图。
[0020]实施例1的附图标记包括：干涉仪1、分光镜2、补偿镜组3、无像差汇聚透镜组4、朗奇光栅5、一维光栅5
‑
1、二维光栅5
‑
2、矩形孔光栅5
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3、圆形孔光栅5
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4、成像镜组6、相机7、大口径非球面反射镜8；
[0021]实施例2的附图标记包括：干涉仪1`、无像差汇聚透镜组2`、分光镜3`、朗奇光栅4`、成像镜组5`、相机6`、大口径球面反射镜7`。
具体实施方式
[0022]在下文中，将参考附图描述本专利技术的实施例。在下面的描述中，相同的模块使用相同的附图标记表示。在相同的附图标记的情况下，它们的名称和功能也相同。因此，将不重复其详细描述。
[0023]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，而不构成对本专利技术的限制。
[0024]本专利技术提供的大口径反射镜检测系统分为两种，分别用于检测大口径非球面反射镜和大口径球面反射镜。下面以两个具体实施例对大口径非球面反射镜检测系统和大口径球面反射镜检测系统进行详细说明。
[0025]实施例1
[0026]图1示出了根据本专利技术实施例1提供的大口径非球面反射镜检测系统的结构。
[0027]如图1所示，本专利技术实施例1提供的大口径非球面反射镜检测系统包括干涉仪1、分光镜2、补偿镜组3、无像差汇聚透镜组4、朗奇光栅5、成像镜组6和相机7；其中，分光镜2设置
在干涉仪1的出光方向上，补偿镜组3设置在分光镜2的反射方向上，补偿镜组3的焦点a与大口径非球面反射镜8的顶点球心重合，无像差汇聚透镜组4、朗奇光栅5、成像镜组6和相机7依次设置在分光镜2的透射方向上，朗奇光栅5的位置不与无像差汇聚透镜组6的焦点b重合，可位于无像差汇聚透镜组6的焦点之前或之后的位置。
[0028]干涉仪1发出的平面波入射至分光镜2，经分光镜2反射至补偿镜组3，补偿镜组3将平面波调制为非球面波后汇聚于补偿镜组3的焦点a，随后发散入射至大口径非球面反射镜8，经大口径非球面反射镜8反射后原路返回至分光镜2，一路经分光镜2反射进入干涉仪1进行干涉，在干涉仪1形成干涉图像，另一路透过分光镜2到达无像差汇聚透镜组6(像差接近于0)，穿过朗奇光栅5后汇聚于无像差汇聚透镜组6的焦点b，经成像镜组6在相机7内成像，最终在相机7内形成朗奇条纹图像。
[0029]在本专利技术的一个示例中，分光镜2为平板分光镜或分光棱镜本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大口径非球面反射镜检测系统，其特征在于，包括干涉仪、分光镜、补偿镜组、无像差汇聚透镜组、朗奇光栅、成像镜组和相机；其中，所述分光镜设置在所述干涉仪的出光方向上，所述补偿镜组设置在所述分光镜的反射方向上，所述补偿镜组的焦点与大口径非球面反射镜的顶点球心重合，所述无像差汇聚透镜组、所述朗奇光栅、所述成像镜组和所述相机依次设置在所述分光镜的透射方向上；所述干涉仪发出的平面波入射至所述分光镜，经所述分光镜反射至补偿镜组，所述补偿镜组将所述平面波调制为非球面波后入射至所述大口径非球面反射镜，经所述大口径非球面反射镜反射后原路返回至所述分光镜，一路经所述分光镜反射进入所述干涉仪形成干涉图像，另一路依次透过所述分光镜、所述无像差汇聚透镜组、所述朗奇光栅到达所述成像镜组，通过所述成像镜组在所述相机内形成朗奇条纹图像。2.如权利要求1所述的大口径反射镜检测系统，其特征在于，所述分光镜为分光棱镜或者平板分光镜。3.如权利要求1所述的大口径反射镜检测系统，其特征在于，所述朗奇光栅的位置不与所述无像差汇聚透镜组的焦点重合。4.如权利要求3所述的大口径反射镜检测系统，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：包兴臻，何锋赟，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：