一种面向复合探测的多维微调光学系统及装调方法技术方案

本发明专利技术提供了一种面向复合探测的多维微调光学系统及装调方法。所述光学系统包括：主次镜组、滚转镜组、偏置镜组、激光镜组、红外镜组等5个模块组件，利用自准直原理，卧式中心偏自准仪和立式中心偏自准仪等仪器，依次完成各个模块镜组的装调，然后再通过一次像面衔接、二次像面衔接完成初装，然后再以三次像面(焦面)的成像/信号幅度作为调整，针对各个镜组的偏心、倾斜、轴向距等进行二级调节，最后再根据图像数据，结合设计文件，按照公差分布特性，针对各个镜组内部的某型镜片进行补充微调，直到弥散斑特性/像质/信噪比能满足或接近三通道的指标要求。通过本发明专利技术所述方法，可以快速、有效和准确地实现面向复合探测的光学系统的装调。调。调。

【技术实现步骤摘要】
一种面向复合探测的多维微调光学系统及装调方法


[0001]本专利技术涉及光学
，特别是涉及一种激光、红外复合探测的光学系统及装调方法。

技术介绍

[0002]经检索发现，专利文献CN201810967571.0中的一种小型化滚
‑
仰式长波制冷光学系统是一种应用于长波红外制冷的光学系统，是单一红外光学系统。
[0003]现有的成像光学系统，多为采用单一红外光学系统，或者单一主动/被动激光光学系统，两种模式光学系统单独存在，难以满足现有光电产品抗干扰能力和对隐身、弱小目标的探测能力不足的问题。

技术实现思路

[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种面向复合探测的多维微调光学系统及装调方法。所述光学系统，是一种包含卡氏折返，滚仰式框架平台，红外激光分光的光学系统，包含主次镜组、滚转镜组、偏置镜组、激光镜组、红外镜组等5个模块组件。
[0005]本专利技术的技术方案是：
[0006]一种面向复合探测的多维微调光学系统，包括：主次镜组、滚转镜组、偏置镜组、激光镜组、红外镜组；
[0007]光路经过主次镜组后形成一次像面衔接，进入滚转镜组。
[0008]光路经滚转镜组四次反射后，通过二次像面衔接，进入偏置镜组。
[0009]偏置镜组将光路中的激光经折返后进入激光镜组，同时，将将光路中的红外光入射至红外镜组。
[0010]可选的，所述主次镜组为卡氏折返镜组。
[0011]可选的，滚转镜组中的光路在俯仰轴和滚转框架转轴交叉平面上进行四次直角折反。
[0012]可选的，所述滚转镜组包括：第一转折反射镜、第三激光红外共用校正透镜、第二转折反射镜、第三转折反射镜和第四转折反射镜、第四激光红外共用校正透镜；
[0013]第一次直角折反的光轴中心和俯仰框架转轴重合，第二次直角折反将光路折反到与滚转框架转轴平行的方向；通过第三第四次直角折反，将光路又回归到滚仰轴重合方向；所述滚仰轴与初始入射的头罩光轴重合；每次直角折反对应的反射镜与入射光学的夹角均为45
°
。
[0014]可选的，偏置镜组包括：第五转折反射镜和第六转折反射镜；
[0015]第五转折反射镜为激光红外分光镜，能够透射红外光，反射激光；
[0016]第六转折反射镜为激光反射镜，将激光光路折反到与红外光路平行的光路上。
[0017]一种装调上述的一种面向复合探测的多维微调光学系统的光学系统装调方法，包括以下步骤：
[0018]1)利用自准直原理，架设中心偏自准仪和中心偏自准仪，依次分别完成主次镜组、滚转镜组、偏置镜组、激光镜组、红外镜组的装调；
[0019]2)通过一次像面衔接、二次像面衔接完成初装；
[0020]3)以三次像面的成像幅度和信号幅度作为调整，针对主次镜组、滚转镜组、偏置镜组、激光镜组、红外镜组的偏心、倾斜、轴向距等进行二级调节；
[0021]4)最后再根据图像数据，按照公差分布特性，针对主次镜组、滚转镜组、偏置镜组、激光镜组、红外镜组内部进行补充微调，直到弥散斑特性、像质和信噪比均能满足三通道的指标要求。
[0022]步骤1)所述架设中心偏自准仪和中心偏自准仪的方法，具体为：
[0023]利用自准直原理，先设置初始基准轴：X1轴和Y1轴；在水平面上布置一台中心偏自准仪A1，以所述的中心偏自准仪A1的光轴中心为X1轴；
[0024]通过自准直原理，在水平面上与X1轴正交位置布置两台同轴的中心偏自准仪A2和中心偏自准仪A3，以所述两台中心偏自准仪光轴中心为Y1轴；
[0025]在同一平面上，与X1轴平行方向，间距一定距离y1，y2；y1为光学设计中需要的红外通过光轴与激光通道光轴的间距，y2为光学设计中光路经滚转镜组的第二次直角折反到与滚转框架转轴平行的方向，所需要的与红外通道光轴的间距；
[0026]通过高精度水平位移台控制距离y1，布置中心偏自准仪A11，以所述的中心偏自准仪A11的光轴中心为X2轴；通过高精度水平位移台控制距离y2，布置中心偏自准仪A6，以所述中心偏自准仪A6的光轴中心为X3轴；
[0027]通过在同一平面上，与Y1轴平行方向，中心偏自准仪A11与中心偏自准仪A6之间的间隔距离为x1，x1为所述光学系统的滚转镜组的第一转折反射镜和第二转折反射镜的光路中心，与第三转折反射镜和第四转折反射镜的光路中心的间距；
[0028]初始布置中心偏自准仪A4和中心偏自准仪A5；中心偏自准仪A4和中心偏自准仪A5之间的间隔距离为x2，x2为所述光学系统的滚转镜组的第一转折反射镜和第二转折反射镜的光路中心，与偏置镜组3的光路中心的间距；
[0029]初始布置中心偏自准仪A7和中心偏自准仪A8；中心偏自准仪A7和中心偏自准仪A8之间的间隔距离为x3，x3为所述光学系统的滚转镜组的第一转折反射镜和第二转折反射镜的光路中心，与激光镜组经第七转折反射镜折反的光路中心的间距。
[0030]进一步，滚转镜组的装调方式为：
[0031]利用自准直原理，在装调基准平面上，距离Y1轴x1的位置上布置与X1轴正交的中心偏自准仪A2，中心偏自准仪A3，并且以中心偏自准仪A2，中心偏自准仪A3的中心轴为Y2轴；
[0032]利用X1轴上的中心偏自准仪A1，安装第四激光红外共用校正透镜，使所述的第四激光红外共用校正透镜中心轴与X1轴同轴；
[0033]利用Y1轴上的中心偏自准仪A2或中心偏自准仪A3，安装第三激光红外共用校正透镜，使所述第三激光红外共用校正透镜中心轴与Y1轴同轴；
[0034]利用X1轴，X3轴，Y2轴上的中心偏自准仪为基准，安装所述的第一转折反射镜、第二转折反射镜、第三转折反射镜和第四转折反射镜；
[0035]使所述的第一转折反射镜都与X1轴、Y1轴成45
°
，
[0036]使所述的第一转折反射镜反射面经过X1轴，Y1轴的交点；使所述的第二转折反射镜都与X3轴、Y1轴成45
°
，并且使所述的第二转折反射镜反射面经过X3轴，Y1轴的交点；
[0037]使所述的第三转折反射镜都与X3轴、Y2轴成45
°
，并且使所述的第三转折反射镜反射面经过X3轴，Y2轴的交点；使所述的第四转折反射镜都与X1轴、Y2轴成45
°
，并且使所述的第四转折反射镜反射面经过X1轴，Y2轴的交点。
[0038]进一步，偏置镜组的装调方式为：
[0039]利用自准直原理，在装调基准平面上，距离Y1轴x2的距上布置与X2轴正交的中心偏自准仪A10，并且以中心偏自准仪A10的中心轴为Y3轴；利用X1轴，X2轴，Y3轴上的中心偏自准仪为基准，安装所述的第五转折反射镜和第六转折反射镜，使所述的第五转折反射镜和第六转折反射镜都与X轴、Y轴成45度，并且使所述的第五转折反射镜反射面经过X1轴，Y3轴的交点；所述的第六转折反射镜反射面经过X2轴，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种面向复合探测的多维微调光学系统，其特征在于，包括：主次镜组(1)、滚转镜组(2)、偏置镜组(3)、激光镜组(3)和红外镜组(5)；光路经过主次镜组(1)后形成一次像面衔接，进入滚转镜组(2)；光路经滚转镜组(2)四次反射后，通过二次像面衔接，进入偏置镜组(3)；偏置镜组(3)将光路中的激光经折返后进入激光镜组(3)，同时，将将光路中的红外光入射至红外镜组(5)。2.根据权利要求1所述的一种面向复合探测的多维微调光学系统，其特征在于，所述主次镜组(1)为卡氏折返镜组。3.根据权利要求1所述的一种面向复合探测的多维微调光学系统，其特征在于，滚转镜组(2)中的光路在俯仰轴和滚转框架转轴交叉平面上进行四次直角折反。4.根据权利要求3所述的一种面向复合探测的多维微调光学系统，其特征在于，所述滚转镜组(2)包括：第一转折反射镜(201)、第三激光红外共用校正透镜(202)、第二转折反射镜(203)、第三转折反射镜(204)、第四转折反射镜(205)和第四激光红外共用校正透镜(206)；第一次直角折反的光轴中心和俯仰框架转轴重合，第二次直角折反将光路折反到与滚转框架转轴平行的方向；通过第三、第四次直角折反，将光路又回归到滚仰轴重合方向；所述滚仰轴与初始入射的头罩光轴重合；每次直角折反对应的反射镜与入射光学的夹角均为45
°
。5.根据权利要求2～4任意一项所述的一种面向复合探测的多维微调光学系统，其特征在于，偏置镜组(3)包括：第五转折反射镜(301)和第六转折反射镜(302)；第五转折反射镜(301)为激光红外分光镜，能够透射红外光，反射激光；第六转折反射镜(302)为激光反射镜，将激光光路折反到与红外光路平行的光路上。6.一种装调如权利要求5所述的一种面向复合探测的多维微调光学系统的光学系统装调方法，其特征在于，包括以下步骤：1)利用自准直原理，架设中心偏自准仪和中心偏自准仪，依次分别完成主次镜组(1)、滚转镜组(2)、偏置镜组(3)、激光镜组(3)、红外镜组(5)的装调；2)通过一次像面衔接、二次像面衔接完成初装；3)以三次像面的成像幅度和信号幅度作为调整，针对主次镜组(1)、滚转镜组(2)、偏置镜组(3)、激光镜组(3)、红外镜组(5)的偏心、倾斜、轴向距等进行二级调节；4)最后再根据图像数据，按照公差分布特性，针对主次镜组(1)、滚转镜组(2)、偏置镜组(3)、激光镜组(3)、红外镜组(5)内部进行补充微调，直到弥散斑特性、像质和信噪比均能满足三通道的指标要求。7.如权利要求6所述的一种装调光学系统装调方法，其特征在于，步骤1)所述架设中心偏自准仪和中心偏自准仪的方法，具体为：利用自准直原理，先设置初始基准轴：X1轴和Y1轴；在水平面上布置一台中心偏自准仪A1，以所述的中心偏自准仪A1的光轴中心为X1轴；通过自准直原理，在水平面上与X1轴正交位置布置两台同轴的中心偏自准仪A2和中心偏自准仪A3，以所述两台中心偏自准仪光轴中心为Y1轴；在同一平面上，与X1轴平行方向，间距一定距离y1，y2；y1为光学设计中需要的红外通
过光轴与激光通道光轴的间距，y2为光学设计中光路经滚转镜组(2)的第二次直角折反到与滚转框架转轴平行的方向，所需要的与红外通道光轴的间距；通过高精度水平位移台控制距离y1，布置中心偏自准仪A11，以所述的中心偏自准仪A11的光轴中心为X2轴；通过高精度水平位移台控制距离y2，布置中心偏自准仪A6，以所述中心偏自准仪A6的光轴中心为X3轴；通过在同一平面上，与Y1轴平行方向，中心偏自准仪A11与中心偏自准仪A6之间的间隔距离为x1，x1为所述光学系统的滚转镜组(2)的第一转折反射镜(201)(201)和第二转折反射镜(203)(203)的光路中心，与第三转折反射镜(204)(204)和第四转折反射镜(205)(205)的光路中心的间距；初始布置中心偏自准仪A4和中心偏自准仪A5；中心偏自准仪A4和中心偏自准仪A5之间的间隔距离为x2，x2为所述光学系统的滚转镜组(2)的第一转折反射镜(201)(201)和第二转折反射镜(203)(203)的光路中心，与...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈宗镁，杨俊彦，邵艳明，高冬阳，陈寰，经逸秋，刘浩伟，陈龙江，
申请(专利权)人：上海航天控制技术研究所，
类型：发明
国别省市：