一种共轴无焦全反射式光学系统装调方法技术方案

本发明专利技术属于精密光机装调领域，具体涉及一种共轴无焦全反射式光学系统装调方法，实现了带中间像面的共轴双抛物面无焦全反射光学系统的精密快速装调。本发明专利技术设计一种中间像面折转补偿镜，可与原光路中间像面折转镜相互辅助准直，同时提出一种由自准直光管及标准平面镜标校折转补偿镜的方法，完成折转补偿镜的精密调整及固定。采用激光干涉仪及标准球完成主镜装调基准的建立，通过上述标定好的折转补偿镜完成中间像面折转镜的精密装配，最后通过标准平面镜完成次镜的装调。本发明专利技术将中间像面折转镜与次镜多调节维度进行有效简化分离，逐步完成整个光学系统装调。本发明专利技术方法装置简易、操作灵活，精度较高，可大幅提升光学系统装调效率。率。率。

【技术实现步骤摘要】
一种共轴无焦全反射式光学系统装调方法


[0001]本专利技术属于机载光电瞄准系统精密光机装调
，特别是涉及一种共轴无焦全反射式光学系统装调方法。

技术介绍

[0002]随着近年机载武器的发展，对机载光电探测设备提出了越来越高的要求，机载光电产品朝着高灵敏度、高分辨率、远距离探测方向不断发展。为满足我国新一代战机的作战任务需求，机载光学系统多采用了大口径、探测距离远、焦距长、分辨率高、无色差的反射式光学系统。该系统结构紧凑，可有效缩短光学筒长，是目前国际国内机载航空领域研究热点。
[0003]譬如，一种带有中间像面的双抛物面同轴无焦全反射式望远光学系统。该光学系统主要由主镜部件1、次镜部件、折转镜3、望远镜室4组成，光路示意图详见附图1所示。主、次镜部件装配于望远镜室4两侧，折转镜3通过连接杆装配于镜室中部。平行光入射主镜部件汇聚在抛物面焦点处，焦点位于折转镜反射面附近，且两抛物面焦点重合，光束经折转镜90
°
偏转入射至次镜部件，会聚光束由次镜反射面转换为平行光出射。光束经过该望远无焦系统后，口径降为原来的三分之二，有效减小了后续光学元件的尺寸。该系统采用激光干涉波像差法进行装调，该方法可测可调、评价客观，是比较主流的反射式系统装调方法。装调以主镜部件为基准，需同时调整折转镜与次镜的空间位姿，保证系统波像差达到理论设计指标。由于折转镜与次镜调整维度的耦合性，导致调整维度较多，装调效率低。
[0004]因此，有必要设计一种共轴无焦全反射式光学系统的装调方法。

技术实现思路
<br/>[0005]本专利技术要解决的技术问题：
[0006]为了解决现有技术的不足之处，本专利技术的目的是提供一种补偿镜组件、调校方法及应用于共轴无焦全反射式光学系统的装调方法。
[0007]本专利技术提供的一种技术方案是：
[0008]一种中间像面折转补偿镜，所述折转补偿镜结构与待装调的折转镜结构一致，尺寸与待装调的折转镜尺寸相同。
[0009]本专利技术提供的另一种技术方案是：
[0010]一种补偿镜组件，包括所述中间像面折转补偿镜和折转镜，中间像面折转补偿镜包括第一面，折转镜包括第二面，所述第一面和第二面均为镀膜反射面，中间像面折转补偿镜和折转镜粘接固化后，满足第一面和第二面呈平行关系。
[0011]本专利技术提供的另一种技术方案是：
[0012]一种对补偿镜组件进行精密调校方法，具体步骤如下：
[0013]步骤一：在第一光电自准直光管轴线前方架设第一标准平面镜，调整其角度，使其与第一光电自准直光管准直；
[0014]步骤二：在第一光电自准直光管与第一标准平面镜中间位置架设五棱镜后，沿垂直于第一光电自准直光管轴线方向放置第二标准平面镜，调整其角度，使其与第一光电自准直光管通过五棱镜成90
°
折转准直后，移除五棱镜；
[0015]步骤三：在第二标准平面镜轴线前方架设第二光电自准直光管，调整其角度，使其与第二标准平面镜准直；
[0016]步骤四：将预连接的补偿镜组件放进光路中，调整折转镜使其分别与第一标准平面镜、第二光电自准直光管准直后，固定折转镜位置；
[0017]步骤五：精细调整中间像面折转补偿镜和折转镜之间的对应角度，使其与第二标准平面镜、第一光电自准直光管准直，通过光敏胶固定中间像面折转补偿镜和折转镜位置，完成调校。
[0018]本专利技术的进一步技术方案是：所述步骤四中的预连接的补偿镜组件采用弹性体进行初步紧固。
[0019]本专利技术的进一步技术方案是：所述步骤五中的精细调整采用在中间像面折转补偿镜和折转镜的接触面增减垫片实现角度精细调整。
[0020]本专利技术提供的又一种技术方案是：
[0021]一种共轴无焦全反射式光学系统装调方法，具体步骤如下：
[0022]步骤一：将主镜部件装配于望远镜室上后整体架设于调整架上，调整架放置于大口径激光干涉仪前方，调整调整架使主镜部件进入激光干涉仪通光包络内，在主镜部件焦点位置处放置标准球，标准球置于三维调整架上；
[0023]步骤二：调节标准球位置和主镜部件角度，达到预设条件后，把主镜部件位置确定为光学系统的装配基准；
[0024]步骤三：在大口径激光干涉仪与主镜部件之间架设经纬仪，调整主镜部件与经纬仪准直，然后经纬仪顺时针方向旋转90
°
固定；在其前方架设第三标准平面镜，调整其方位俯仰角度，使其与经纬仪准直，固定第三标准平面镜位置，该平面镜位置确定为整个望远系统的装配基准；
[0025]步骤四：将利用上述精密调校方法调校后的补偿镜组件用连接杆装配至望远镜室，利用激光干涉仪通过中间像面折转补偿镜观测第三标准平面镜，达到预设条件后，即完成中间像面折转补偿镜与第三标准平面镜的准直，完成折转镜的空间位置固定；
[0026]步骤五：拆卸中间像面折转补偿镜，装配次镜部件至望远镜室相应位置，在激光干涉仪、主镜部件、折转镜与第三标准平面镜均已完成空间位置确定后，调整次镜部件的角度及平移，满足系统预设指标，固定次镜部件位置，完成整个光学系统的精密装调。
[0027]本专利技术的进一步技术方案是：所述步骤二中的预设条件为主镜部件的波前泽尼克系数彗差项接近于0。
[0028]本专利技术的进一步技术方案是：所述步骤四中的预设条件为观测到干涉条纹最少。
[0029]本专利技术的进一步技术方案是：所述步骤五中拆卸中间像面折转补偿镜的方式为通过光敏胶的水溶解性拆卸。
[0030]本专利技术的进一步技术方案是：所述步骤五中的系统预设指标为：望远系统像点位于干涉仪中心，次镜部件的泽尼克系数像散、彗差及球差均趋于归零，望远光学系统波像差RMS数值调整至最小。
[0031]有益效果
[0032]相对于现有技术，本专利技术的有益效果在于：
[0033]1、本专利技术涉及的一种补偿镜组件，中间像面折转补偿镜与折转镜结构尺寸相同且可拆卸连接，在中间像面折转补偿镜和折转镜接触面增减垫片进行角度精细调整，然后通过光敏胶进行粘接固化，该光敏胶为水溶解胶，可无应力水溶拆卸，不影响产品实际装配。第一面A面和第二面B面呈平行关系设置后，方便了折转镜的装调。
[0034]2、本专利技术涉及的一种调校方法，利用第一标准平面镜、第二标准平面镜、第一光电自准直光管、第二光电自准直光管构成的光路，实现了对设计的补偿镜组件进行精密调校，进而为整个光学系统的装调提供了精度基础。
[0035]3、本专利技术设计一种应用于共轴无焦全反射式光学系统的装调方法，可有效拆分折转镜与次镜的调整环节，采用分步装调方法进行，实现了干涉仪、主镜部件、折转镜、标准平面镜与次镜部件的装调，该装调方法步骤简单、原理清晰、精度较高，可大幅提升该光学系统装调精度及效率。
附图说明
[0036]附图1为共轴无焦反射系统光路示意图。
[0037]附图2为折转镜及折转补偿镜结构示意图。
[0038]附图3为折转补偿镜精密调校原理图。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种中间像面折转补偿镜，其特征在于：所述折转补偿镜结构与待装调的折转镜结构一致，尺寸与待装调的折转镜尺寸相同。2.一种补偿镜组件，其特征在于：包括如权利要求1所述中间像面折转补偿镜和折转镜，中间像面折转补偿镜包括第一面，所述折转镜包括第二面，所述第一面和第二面均为镀膜反射面，中间像面折转补偿镜和折转镜粘接固化后，满足第一面和第二面呈平行关系。3.一种对权利要求2所述的补偿镜组件进行精密调校方法，其特征在于：调校方法步骤如下：S3.1：在第一光电自准直光管轴线前方架设第一标准平面镜，调整其角度，使其与第一光电自准直光管准直；S3.2：在第一光电自准直光管与第一标准平面镜中间位置架设五棱镜，后，沿垂直于第一光电自准直光管轴线方向放置第二标准平面镜，调整其角度，使其与第一光电自准直光管通过五棱镜成90
°
折转准直后，移除五棱镜；S3.3：在第二标准平面镜轴线前方架设第二光电自准直光管，调整其角度，使其与第二标准平面镜准直；S3.4：将预连接的补偿镜组件放进光路中，调整折转镜使其分别与第一标准平面镜、第二光电自准直光管准直后，固定折转镜位置；S3.5：精细调整中间像面折转补偿镜和折转镜之间的对应角度，使其与第二标准平面镜、第一光电自准直光管准直，通过光敏胶固定中间像面折转补偿镜和折转镜位置，完成调校。4.根据权利要求3所述的一种调校方法，其特征在于：所述S3.4中,预连接的补偿镜组件采用弹性体进行初步紧固。5.根据权利要求3所述的一种调校方法，其特征在于：所述S3.5中,采用在中间像面折转补偿镜和折转镜的接触面增减垫片实现角度精细调整。6.一种共轴无焦全反射式光学系统装调方法，其特征在于：所述装调方法步骤如下：S6.1：将主镜部件装配于望远镜室上后整体架设于调整架上，调整架放置于大口径激光干涉仪前方，调整调整架使主镜部件进入激光干涉仪通光包络内，在主镜部件焦点位置处放...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑成超，贾志涛，刘刚，
申请(专利权)人：中航洛阳光电技术有限公司，
类型：发明
国别省市：