一种离轴两反与透镜组合式光学系统的精密装配方法技术方案

本发明专利技术公开了一种离轴两反与透镜组合式光学系统的精密装配方法，主要解决现有的离轴两反与透镜组合式光学系统为非旋转对称结构，各组件的光轴不同轴，无法采用传统的同轴系统装调方法来实现高精度装调，给装调带来了很大难度的技术问题。包括：步骤1、主镜组件的精密定位安装和基准坐标系的建立；步骤2、主镜光轴的标定；步骤3、次镜组件精密定位安装；步骤4、主次镜系统像质检测；步骤5、透镜组件精密定位安装；步骤6、光学系统像质检测。通过该方法大大提高了光学系统的初装精度，简化了装配过程，对光学系统光学结构精调起到了极大的辅助作用。作用。作用。

【技术实现步骤摘要】
一种离轴两反与透镜组合式光学系统的精密装配方法


[0001]本专利技术涉及一种光学系统的光机装配方法，具体涉及一种离轴两反与透镜组合式光学系统的精密装配方法。

技术介绍

[0002]反射式光学系统是现代天基和空基大口径望远镜中普遍采用的结构形式，包括同轴反射式光学系统和离轴反射式光学系统；其中同轴反射式光学系统存在中心遮挡，不仅损失了光能量，还降低了中低频率处的响应，限制了系统的观测性能；相比于同轴反射式光学系统，离轴反射式光学系统不存在相互遮挡，相同的体积约束下能够实现更大的有效口径，并且也避免了边缘散射效应，系统具有更高的能量集中度和动态范围，更能满足高分辨率极限探测需求。
[0003]离轴两反与透镜组合式光学系统是一种典型的离轴反射式光学系统，该光学系统具备离轴系统的优点，同时在光学系统的后端配备透镜组件，扩大光学系统的有效视场和成像质量，整体提升光学系统性能。
[0004]然而，现有的离轴两反与透镜组合式光学系统为非旋转对称结构，各组件的光轴不同轴，无法采用传统的同轴系统装调方法来实现高精度装调，给装调带来了很大的难度。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种离轴两反与透镜组合式光学系统的精密装配方法，该光学系统包括主镜组件(1)、次镜组件(2)、透镜组件(3)、光阑(4)、伸缩组件(5)和底板(6)；其特征在于，具体按照以下步骤实施：步骤1、将主镜组件(1)初步装配至底板(6)上，构建主镜组件(1)中主镜的安装基准；根据安装基准测量并调整主镜的俯仰角和方位角，直至测量到主镜的俯仰角和方位角均处于安装基准的偏差范围内，完成主镜组件(1)的最终装配；以主镜为基准建立基准坐标系；步骤2、标定主镜的光轴；步骤3、将次镜组件(2)初步装配至底板(6)上；以主镜为基准，测量并调整次镜组件(2)中次镜的俯仰角和方位角；以基准坐标系的坐标原点为基准，测量并调整次镜在基准坐标系中的偏心位置；重复测量调整次镜的俯仰角、方位角，以及偏心位置，直至测量到次镜的俯仰角、方位角，以及偏心位置均处于理论位置的偏差范围内，完成主镜组件(1)和次镜组件(2)所构成主次镜系统的初步装配；步骤4、检测主次镜系统的波像差，根据检测结果对次镜进行调整，并重复进行检测调整，直至最终检测到的主次镜系统波像差满足要求，完成次镜组件(2)、主次镜系统的最终装配；步骤5、将透镜组件(3)初步装配至底板(6)上；以主镜为基准，测量并调整透镜组件(3)中透镜支架的俯仰角和方位角；以基准坐标系的坐标原点为基准，测量并调整透镜支架在基准坐标系中的偏心位置；重复测量并调整透镜支架的俯仰角、方位角，以及偏心位置，直至测量到透镜支架的俯仰角、方位角，以及偏心位置均处于理论位置的偏差范围，完成光学系统的初步装配；步骤6、检测初步装配光学系统的波像差，根据检测结果对透镜支架进行调整，并重复进行检测调整，直至检测到光学系统的波像差满足要求；完成光学系统的最终装配。2.根据权利要求1所述的一种离轴两反与透镜组合式光学系统的精密装配方法，其特征在于，所述步骤1具体按照以下步骤实施：步骤1.1、将主镜组件(1)初步装配至底板(6)上，分别构建基准面A和基准面B作为主镜的安装基准；定义主镜的背面为基准面C；分别测量基准面C与基准面A和基准面B的夹角；步骤1.2、根据基准面C与基准面B夹角的测量结果调整主镜的俯仰角，直至基准面C与基准面B的实际测量夹角相比于基准面C与基准面B的理论夹角在偏差范围内；根据基准面C与基准面A夹角的测量结果调整主镜的方位角，直至基准面C与基准面A的实际测量夹角相比于基准面C和基准面A的理论夹角在偏差范围内；步骤1.3、测量基准面C与主镜的外圆轴线得到交点O，以交点O为坐标原点、基准面B的法线为坐标系Z轴方向、基准面A的法线为坐标系X轴方向、根据右手定则以X轴方向和Z轴方向确定坐标系Y轴方向，建立基准坐标系O{XYZ}。3.根据权利要求2所述的一种离轴两反与透镜组合式光学系统的精密装配方法，其特征在于，所述步骤2具体按照以下步骤实施：步骤2.1、以主镜为基准，使用干涉仪(01)和标准平面反射镜(02)搭建主镜面形干涉检测光路；步骤2.2、检测主镜面形数据，以主镜面形数据为基准，调整标准平面反射镜(02)的角度、平移干涉仪(01)，将标准平面反射镜(02)的法线调整至与主镜光轴平行的位置；
步骤2.3、完成主镜光轴的标定。4.根据权利要求3所述的一种离轴两反与透镜组合式光学系统的精密装配方法，其特征在于，所述步骤3具体按照以下步骤实施：步骤3.1、将次镜组件(2)初步装配至底板(6)上；步骤3.2、定义次镜的背面为基准面D，分别测量基准面D与基准面...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷昱，马彩文，康世发，李小燕，杨帆，刘勇，
申请(专利权)人：中国科学院西安光学精密机械研究所，
类型：发明
国别省市：